hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高齢者の健康増進のための最低運動量と限界負荷量について

更に極端な低体力者のトレーナビリティを調べるために,回復期の虚血性心疾患患者に運動療法として,ハイキングや水泳を実施させてその効果についても検討した.以上の結果から,高齢者でもなおかなりの体力向上の余地があるものと考えられるので,来年度は同一人についての追試を試み,合理的な運動負荷量を追求する予定である.急速に進みつつある高齢化社会の中で、高齢者が自己の活力を維持し、成人病を予防するためには、適度な身体活動が必要と考えられるが、身体活動を負荷するに当っては、まず高齢者の体力の現状を正しく把握することが重要である。そこで、昨年度検討して決定した項目に従って、今年度も、高齢者の体力測定を実施した。地域としては、昨年度は京都市内のうち市街地に属する地域について行なったが、本年度は、若干環境や新活条件の異る効外の地域を選んだ。この地域内には畑や田園もみられ、被検者の中にも農作業に従事しているものが多かったが、定期的なスポーツ活動(テニス、ゲートボール等)を行っているものは、極めて少なかった。体力測定の結果、平均値で比較すれば、肺活量、握力、開眼片足立ち、垂直跳、サイドステップ等何れの項目についても昨年度実施した地域より若干下まわる傾向にあり、定期的な身体活動の必要性が認められる。また、一部の被検者については、循環機能検査として非観血的に、脈波伝導速度(PWV)血流波動指数(P.I.)心拍出量(Qmax.)等の測定を行ない、長期に亘って定期的なトレーニングを実施しているテニスクラブ員との比較をしてみた。一般高齢者の比べてテニスクラブ員では、肺活量、最大酸素摂取量と共に運動中の最大心拍出量は有意に大で、すぐれた呼吸循環機能を持っているが、血管の弾力性を示すといわれている脈波伝導速度や大動脈血流量の指標となる血流波作指数には有意差はみられなかった。現在、高齢者に対する適正負荷量、スポーツ種目を準討するために数名の被検者について、定期的トレーニクグの予備実験を行なっている。昭和62年度及び63年度の研究で、高齢者の体力は平均寿命の延長と共に、若干づつ向上しているが70歳を越えると急激に低下することを明らかにした。本年度は、6085歳の20名の高齢者(男子8名、女子12名)に、定期的に身体運動によるトレ-ニングを実施させて、体力がどの程度向上するかを調べた。トレ-ニングは毎週2回で、1回は体育館でミニ・テニスや卓球などの軽スポ-ツを行ない、他の1回はトレ-ニング室で、自転車エルゴメ-タ-労作、トレッドミル歩行等の器械を使った持久力のトレ-ニングを実施した。トレ-ニングの期間は平成元年5月11月の6ヵ月で、トレ-ニング開始前、トレ-ニング中間期及びトレ-ニング終了後の3回の体力測定を実施して、定期的な身体運動による効果を調べた。体力測定の種目は、文部省の壮年体力測定に準ずる測定種目のほかに、自転車エルゴメ-タ-を用いて負荷漸増法によるExhaustion testを実施し、各人の最大酸素摂取量を求め、その際運動中の心電図ならびに血圧値を測定して、限界負荷量を推定した。高齢者では、体力の初期水準がまちまちで、トレ-ニング効果も被検者によって大きな差があるが、平均的には、筋力や柔軟性の増加は比較的早いが、持久力や敏捷性の向上には時間がかかるということができる。また、最大酸素摂取量は、中間期では殆んど増加しなかったが、最終テストでは平均して20%程度の増加を示した。高齢者の限界負荷量としては、個人差が大で一概に言えないが、心拍数160拍/分、収縮期血圧200mmHgを一応の指標とすることができる。また、運動中の心電図監視によって、VPC、ST-T変異等に着目すれば、更に有効な限界負荷量の決定が可能であろう。
心理量を含んだ形態パタンデータベースの開発

(1)形態知覚、認知の研究における標準化された刺激セットの欠如を解消するために,心理学研究における有用性,外界の物体との特徴の共有,幾何学的特性の分析の可能性などを考慮して無意味輪郭図形を対象として心理量を含んだデータベースを作成した.100個の無意味輪郭図形を作成,選定し,これらに対する分類課題による類似性空間の抽出,各図形に対する複雑性,対称性などの判断課題を実施した.また,無意味図形に対する既存物体の連想性の調査を実施した.類似性,複雑性,対称性などの心理量と,フーリエ記述子や円形度などの幾何学量との関連性を分析した結果,円形度と複雑性の関連性,フーリエ記述子に基づく類似性空間と心理的類似性空間の間の対応が確認された.連想性データについては,連想の多様性も測定しうるKL情報量に基づく連想拡散価という指標を考案し,連想拡散価の有効性が示された.(2)無意味図形の知覚や記憶の心理特性を実験的に検討する研究を行った.(a)無意味図形に対する選択的注意課題における,遮蔽物によって分断された図形への注意効果が従来の主張とは異なり,図形の対称性の効果によってほぼ説明できることを示した.(b)無意味輪郭図形を用いて視覚的短期記憶の時空間的な特性を調べた.凹凸数により図形の複雑さを操作して,図形の詳細な形状の保持が必要な再認課題を行った結果,凸部が多くなるほど再認成績が低下することが明らかとなった.実験結果の詳細な分析結果は,凹凸図形においては,凹部で図形が分節化され,各凸部が特徴として知覚記憶されることを示唆する.(c)無意味図形の照合課題における負のプライミングの生起メカニズムを検討するためにターゲットの選択容易性を3次元の奥行きによって操作した結果,負のプライミングの生起を規定するのが標的-妨害刺激間の干渉ではなく,見本-妨害刺激間の干渉であることを示した.(1)形態知覚、認知の研究における標準化された刺激セットの欠如を解消するために,心理学研究における有用性,外界の物体との特徴の共有,幾何学的特性の分析の可能性などを考慮して無意味輪郭図形を対象として心理量を含んだデータベースを作成した.100個の無意味輪郭図形を作成,選定し,これらに対する分類課題による類似性空間の抽出,各図形に対する複雑性,対称性などの判断課題を実施した.また,無意味図形に対する既存物体の連想性の調査を実施した.類似性,複雑性,対称性などの心理量と,フーリエ記述子や円形度などの幾何学量との関連性を分析した結果,円形度と複雑性の関連性,フーリエ記述子に基づく類似性空間と心理的類似性空間の間の対応が確認された.連想性データについては,連想の多様性も測定しうるKL情報量に基づく連想拡散価という指標を考案し,連想拡散価の有効性が示された.(2)無意味図形の知覚や記憶の心理特性を実験的に検討する研究を行った.(a)無意味図形に対する選択的注意課題における,遮蔽物によって分断された図形への注意効果が従来の主張とは異なり,図形の対称性の効果によってほぼ説明できることを示した.(b)無意味輪郭図形を用いて視覚的短期記憶の時空間的な特性を調べた.凹凸数により図形の複雑さを操作して,図形の詳細な形状の保持が必要な再認課題を行った結果,凸部が多くなるほど再認成績が低下することが明らかとなった.実験結果の詳細な分析結果は,凹凸図形においては,凹部で図形が分節化され,各凸部が特徴として知覚記憶されることを示唆する.(c)無意味図形の照合課題における負のプライミングの生起メカニズムを検討するためにターゲットの選択容易性を3次元の奥行きによって操作した結果,負のプライミングの生起を規定するのが標的-妨害刺激間の干渉ではなく,見本-妨害刺激間の干渉であることを示した.1.形態バタンデータベースを作成するにあたって,形態知覚や物体認知,また,形態パタンを用いた知覚,認知記憶等の先行研究を調査し,どのような形態パタンに関してデータベースを作成するかを検討した.その結果,データベース構築の第1段階として,閉じた無意味な2次元図形を用いることにした.材料作成の為に,無意味図形を作成し,コンピュータに入力するシステムをタブレットとグラフィックスソフトを使って構築した.これによりナイーブな被験者が多くの無意味図形を作成することが出来る.2.データベース構築作業の計画を立てた.次の4つの作業を行う.(1)無意味図形の作成.研究目的を知る研究者,及び,ナイーブな被験者両方に作成してもらう.(2)データベースに採用する図形の選定と心理量の調査.心理量としては,類似性,複雑性,無意味性,既知の事物の連想度等を調査する.類似性は,少数の被験者による1対比較の類似性判断,多数の被験者によるクラスタリング両方を指標として用いる.(3)無意味図形作成メカニズムの検討.ナイーブな被験者の作成した図形を用いて,無意味図形作成のメカニズムを研究する.互いに無関連で無意味な図形の集合を作成する課題で,どの程度無関連性,無意味性が達成されるのかを評価し,同時に,図形の作成メカニズムにある法則性を探る.(4)心理量を含んだ図形のデータベースを用いて,様々な心理実験研究を行う.異なる領域の研究を,同一の刺激セットを用いて行うことにより,課題間の関連性を探る.実験研究としては,(a)無意味な2次元図形のカテゴリ学習の研究.特に,現存のカテゴリ学習モデルの妥当性を検討する,

(b)視覚的,触覚的形態知覚における心理学的空間の比較検討,(c)新規図形のネガティブプライミングにおける類似性の効果,(d)非均質な項目を用いた視覚探索における項目間類似性構造の効果,を現在企画している.(1)認知心理学研究に有用性,幾何学的特性の分析の可能性などを考慮して,データベースを作成する無意味図形として無意味輪郭図形を用いることとし,300個の図形をフリーハンドで作成した.これらの輪郭図形をフーリエ記述子を用いた表現で記述した.このフーリエ記述子による表現をクラスタ分析した結果を元にして詳細な心理量を調査する図形を100個選定した.現在,100個の図形に対する分類課題による類似性空間の検討,各図形に対する複雑性,対称性,滑らかさなどの判断課題を実施中である.また,無意味図形に対する既存物体の連想性の調査の準備を行い,調査方法,手続きなどを確定した.(2)無意味図形の知覚や記憶の心理特性を実験的に検討する研究を行った.(a)無意味図形に対する視覚的注意において,遮蔽物によって分断された図形への注意効果と図形の対称性による効果の相対的な寄与を実験的に検討した.従来の主張とは異なり,注意による物体の属性選択課題のパフォーマンスは図形の対称性の効果によってほぼ説明できることが示された.(b)無意味輪郭図形を用いて視覚的短期記憶の時空間的な特性を調べた.凹凸数により図形の複雑さを操作して,図形の詳細な形状の保持が必要な再認課題を行った結果,凸部が多くなるほど再認成績が低下することが明らかとなった.実験結果の詳細な分析結果は,凹凸図形においては,凹部で図形が分節化され,各凸部が特徴として知覚記憶されることを示唆する.(c)無意味図形の類似性構造がカテゴリ分類学習によってどのように変容するかを検討した.類似性判断課題を用いた場合,類似性空間は学習されたカテゴリ構造を反映した変容が見られたが,図形同定課題から導出された類似性空間においては,カテゴリ知識の影響は強く現れなかった.(1)認知心理学研究における有用性,幾何学的特性の分析の可能性などを考慮して作成した100個の無意味輪郭図形に対する分類課題による類似性空間の抽出,各図形に対する複雑性,対称性などの判断課題を実施した.また,無意味図形に対する既存物体の連想性の調査を実施した.類似性,複雑性,対称性などの心理量と,フーリエ記述子や円形度などの幾何学量との関連性を分析した結果,円形度と複雑性の関連性,フーリエ記述子に基づく類似性空間と心理的類似性空間の間の対応が確認された.同時に,今回のような多様性の高い図形の場合,フーリエ記述子の心理特性の予測力には限界のあることも示された.連想性データについては従来用いられてきた連想価に加えて,連想の多様性も測定しうるKL情報量に基づく連想拡散価という指標を考案し,連想拡散価の有効性が示された.(2)無意味図形の知覚や記憶の心理特性を実験的に検討する研究を行った.(a)無意味図形に対する選択的注意課題における,遮蔽物によって分断された図形への注意効果が従来の主張とは異なり,図形の対称性の効果によってほぼ説明できることを示した.(b)無意味輪郭図形を用いて視覚的短期記憶の時空間的な特性を調べた.
16ヘム・タンパク質の結晶構造化学

硫酸還元菌の持つ高分子量チトクロムは16個のc型ヘムを持つと考えられている,分子量67KDaの可溶性タンパク質である。一次構造からその立体構造は4ヘム・チトクロムc3の部分構造3つと1ヘムチトクロムc-553の部分構造1つから構成されていると予想でき,遺伝子重複により進化的に発生したタンパク質とも考えられている。16個もの酸化還元中心を持つことから,硫酸還元菌内のさまざまな酵素間の電子伝達体として働くと考えられ,その機能も注目に値する。本研究ではD.vulgaris Miyazaki F株から抽出した高分子量チトクロムの結晶のX線回折の分解能をさらに上げるために結晶化の条件検索をした。既に得られていた条件(クエン酸緩衝溶液,pH5.6,20%2-プロパノール,20%PEG4000)で析出した微結晶(0.01mm)をカコジル酸緩衝溶液中でPEG4000を沈殿剤としたタンパク質溶液にシ-ディングしたところ,2週間で,0.8×0.4×0.1mmの結晶が析出した。この結晶を高エネルギー物理学研究所の放射光施設の巨大分子用ワイセンベルグカメラを用いて回折実験を試みた。その結果,空間群を特定することができ,3.8A分解能のネイティブ結晶の回折データを収集することができた。この新しい結晶は斜方晶系に属し,空間群はP2l2l2l,各格子定数はa=89.8,b=129.1,c=61.6Aであった。現在重原子誘導体結晶の調整を進めている。
青銅器生産から見る殷代国家形成

本研究は、殷代青銅器の生産体制を復元すること、またそこから殷代における国家・社会の形態を明らかにすることを目的とする。そのため、本年度は次の4点の研究を行った。1.殷墟青銅器の製作者について、昨年度進めた資料収集、日本・中国での青銅器銘文の実見調査を踏まえ、青銅器銘文の字体・字形分析による銘文製作者に関する考察を含めた検討を行った。その成果は、7月に中国出土資料学会・12月に日本中国考古学会(広島開催)にて報告・論文投稿した。また、青銅武器とその銘文については、これとは別個の論文として執筆・投稿した。2.青銅器やその銘文を材料とした上記の1及び昨年度の研究成果に加え、鋳型を始めとする鋳造関係遺物の分布状況から殷代における青銅器生産拠点の所在地について検討し、これらを博士論文としてまとめた。従来の文献・出土文字資料を中心とした殷代研究では、青銅器は王と各氏族を結ぶ政治的道具であり、それ故殷王を中心とした一元的な生産・管理が想定されていた。これに対して、本研究では青銅器だけでなく銘文もまたモノとして見なし、考古資料からの見直しを行った。その結果、殷代における青銅器生産は、都の内部ー都周辺ーその外縁という各レベルにおける生産の積み重ねであった可能性が明らかになった。3.殷代青銅器に関連して、京都泉屋博古館の所蔵する戦国前期のヒョウ氏編鐘に関する研究(共同)に携わり、その銘文製作に関して検討した。当該期における同銘青銅器の製作では、ひとつの模(原型)に基づく複製技術を利用した可能性を指摘できた。その成果は共著論文として投稿した。4.殷代青銅器生産の比較材料として、殷代印紋硬陶生産についても検討した。昨年度3月の中国現地調査を踏まえ、今年度は4月(2週間)・1012月(5週間)に中国武漢大学歴史学院に滞在し、実物資料の詳細な観察に基づく製作技術検討、論文執筆・投稿を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は、殷代青銅器を主な研究対象として、青銅器生産という角度から殷代の社会構造を復元しようとするものである。従来、甲骨・金文資料に基づいた殷代社会研究は行われてき。また、従来の青銅器研究は、器物の器形・紋様に基づく編年の作成や、副葬時の組み合わせ,副葬状況やその数から墓の規格、ひいては墓地の規格や墓地構成員の社会構造を明らかにすること等使用レベルでの議論を中心としてきた。本研究は、青銅器という考古資料を用いて、それを生産レベルから見直すことによって生産者たちの社会構造の復元を目的としたものである。このような目的の下、本年度は次の課題を達成した。1点目に、殷前期長江流域の盤龍城遺跡出土青銅器について、その器形・紋様・製作技術の面で、殷の中心地域である黄河流域出土の青銅器群と差異の見られることを指摘し、当該地区にもひとつの青銅礼器生産拠点が存在したことを立証した。これは、地方型青銅器の生産状況を示す一例となった。2点目に、殷後期の都・殷壚遺跡の青銅器製作者について、殷壚出土の同銘青銅礼器・楽器・武器に施された銘文に焦点を当て、銘文の字形分析及び製作技法の違いから系統分析を行うことで、当時の青銅器生産では器種による分業の可能性が高いことを明らかにした。また、殷壚全時期を通して、器種別を中心とした分業体制が確立されていく様子が分かった。また、3点目に、当初の研究計画以外の成果として、青銅器と同じく手工業製品である骨角器,特に殷中後記の骨笄を分類・編年し、それらすべてが殷中期の一型式を発端とし、殷後期に至って各型式が成立したことを明らかにした。つまり、殷中期以来の技術的伝統を保ってきた骨角器製作者たちは、殷後期に至り、複数の系統に分離し、それぞれの型式ごとに生産ラインを有するようになった可能性があると考える。

3.殷代青銅器に関連して、京都泉屋博古館の所蔵する戦国前期のヒョウ氏編鐘に関する研究(共同)に携わり、その銘文製作に関して検討した。当該期における同銘青銅器の製作では、ひとつの模(原型)に基づく複製技術を利用した可能性を指摘できた。その成果は共著論文として投稿した。4.殷代青銅器生産の比較材料として、殷代印紋硬陶生産についても検討した。昨年度3月の中国現地調査を踏まえ、今年度は4月(2週間)・1012月(5週間)に中国武漢大学歴史学院に滞在し、実物資料の詳細な観察に基づく製作技術検討、論文執筆・投稿を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画の通り、1盤龍城遺跡における青銅礼器の生産に関する問題について、資料収集・学会発表・論文執筆を済ませることができた。計画外ではあるが、2殷代中・後期における骨笄の生産と流通に関する問題についても、すでに論文執筆までを済ませた。現在は、3「銘文製作から見た殷壚青銅器の製作者」に関する資料を、書籍・国内外での現地調査を通して収集しながら、論文を書き進めているところである。上記3点目の課題「銘文製作から見た殷壚青銅器の製作者」に関する資料を引き続き収集し、論文の執筆を進める。現状において、平成26年度夏の国内学会での報告が決まっており、それを踏まえて論文を完成させ、学術雑誌に投稿することを目指す。平成26年度後半には、上記3点の課題をひとつの論考にまとめる予定である。
レチノイン酸による成人T細胞白血病細胞の増殖抑制効果

研究目的:レチノイン酸(RA)は細胞の分化・増殖において重要な因子であり、様々な癌細胞の増殖抑制効果が認められている。成人T細胞白血病(ATL)においても、レチノイン酸の一つである全トランスレチノイン酸(ATRA)による増殖抑制効果を報告しており、その作用機序について検討する。研究成果:(1)増殖抑制因子添加によるHTLV-1感染細胞の増殖抑制効果は認められなかった。(2)ATRA添加によりHTLV-I感染細胞におけるNF-κB活性の抑制が認められた。(3)ATRA添加によるHTLV-I感染細胞においてHTLV-I proviral DNA loadの低下が認められた。考察:ATRAのHTLV-I感染細胞に対する増殖抑制効果の作用機序として増殖抑制因子の関与は否定的であるが、NF-κB活性の抑制作用があり、さらにはウィルス複製抑制効果も認められた。今後、ATRAがATLの治療において臨床応用可能かどうかも検討していく予定である。我々は以前よりall-trans retinoic acid(ATRA)がHTLV-1(+)T細胞株だけでなく成人T細胞白血病(ATL)患者より採取したfresh ATL細胞の増殖を抑制しapoptosisを誘導することを報告してきた。今回は皮膚症状を伴うATL患者8例に対し45mg/m^2のATRAを経口投与し臨床効果を検討した。皮膚症状は紅斑、丘疹、結節、紅皮症などであったが、ATLの病型に関係なく皮膚症状の改善が認められ、全例著明な副作用は観察されなかった。現在も症例数を増やしATRAの効果を検討中である。また、ATLに対するATRAの作用機序としてレチノイン酸レセプター(RAR)が関与しているのかどうかを検討するためにin vitroにおいてHTLV-I(+)T細胞株であるHUT102、ATL-2にRARに対する競合的阻害剤であるIE-202を10^<-11>10^<-5>の濃度で前処理した後に10^<-7>10^<-5>のATRAを添加し、[^3H]-thymidineによる細胞増殖抑制効果を観察した。しかし、HUT102、ATL-2ともに各濃度のIE-202処理においてもATRAによる[^3H]-thymidineの低下が観察され、細胞増殖抑制効果が認められたことより、RARはATRAの作用機序に関与していないことが示唆された。今後もATLに対するATRAの作用機序を検討していく予定である。今後患者より採取したPBMCでも同様の結果が得られるかを検討する予定である。
RANKL逆シグナルの発見に基づいた関節リウマチ発症機構の解析

RANKL分子の架橋により生じるRANKL逆シグナルが、骨芽細胞・骨細胞に加えて、RANKLを発現する軟骨細胞、活性化T細胞、滑膜線維芽細胞においても機能する可能性を検証するため、各組織のバランス崩壊による疾患モデルとして関節リウマチを考え、各細胞でのRANKL逆シグナルの影響を評価した。RANKL逆シグナルの強い入力活性を示す抗RANKL抗体様分子を創出し、各細胞を刺激した結果、軟骨細胞の分化に対しては負に作用したのに対し、T細胞活性化、滑膜線維芽細胞の増殖を促進する傾向が認められた。また、逆シグナルの減弱する点変異KIマウスにおいては、僅かに関節炎の誘導強度が減弱する様子が観察された。本研究課題は、RANKL分子が骨代謝において双方向性のシグナル分子として機能することを見出したことに端を発し、関節リウマチの発症・増悪機構への「RANKL逆シグナル」の関与を想定している。関節リウマチの進行と共に認められるT細胞バランスの破綻や滑膜細胞の過剰な増殖に関して、「RANKL逆シグナル」に着目した新たな制御・治療法の提案を最終的な目標としている。初年度においては、T細胞、滑膜細胞の各モデル細胞株を用いた解析により、RANKL逆シグナルによる影響評価を計画していた。しかしながら、当初の計画と順序を入れ替え、研究期間1年目は生体での評価系の構築を優先して進めた。具体的には、RANKLの細胞内領域に点変異を導入したノックインマウスの繁殖、卵巣摘出モデルマウス、コラーゲン誘発性関節炎モデルマウスの作出を進めた。RANKL点変異導入マウスから単離した骨細胞、骨芽細胞を用いた解析からは、細胞内へのRANKL逆シグナル入力強度の低下が確認出来ており、他のRANKL分子を発現する細胞においても同様の効果が期待出来る。次年度以降、これら動物モデルを組み合わせて表現型を比較することで、RANKL逆シグナルの生理的な役割、また病態発症に与える影響の評価が期待出来る。また、RANKL逆シグナルの入力活性を有する抗体分子の取得及び最適化を同時に進めた。これまでの解析から、RANKL分子が適切な距離間で架橋・凝集することがシグナル発生のトリガーとなることを見出しており、入力担体として抗RANKL抗体の取得をファージディスプレイ法により行った。骨粗鬆症等に使用される抗RANKL抗体製剤デノスマブがRANKL逆シグナルの入力活性を示さない一方で、アゴニスト活性を有する複数の抗体の作出が終了しており、今後の解析を進める上で重要な進展と考えられる。本研究課題は、RANKL分子が骨代謝において双方向性のシグナル分子として機能することを見出したことに端を発し、関節リウマチの発症・増悪時に生じる種々のバランス破綻へ、一連のシグナル経路がどのように寄与しているか解明することを目的とする。軟骨細胞のモデル細胞として汎用されるマウスEC細胞由来ATDC5は、インスリン存在下で増殖軟骨細胞から肥大軟骨細胞へと分化し、その形質をよく保持する。これに対し、細胞内へのRANKL逆シグナル入力活性を有する抗RANKL抗体を添加すると、増殖軟骨細胞への分化は抑制された。関節リウマチの発症時には、炎症性肥大滑膜(パンヌス)内の種々細胞にRANKL逆シグナルが入力されやすい環境にあることが想定され、破壊された軟骨組織の回復が制限される原因の一つである可能性が考えられる。一方で、同様にRANKL分子の架橋能を有し、骨芽細胞での検討からはRANKL逆シグナルの入力活性が認められているW9ペプチドは、むしろ増殖軟骨細胞への分化を顕著に促進し、in vivoでも軟骨組織の再生能を評価されている。W9ペプチドを誘導体化し、分子間の凝集性を高めることで、ATDC5への分化誘導能はさらに高まったことから、軟骨細胞表面に発現するRANKL以外の分子を標的として結合し、その下流のシグナル活性化が軟骨細胞の分化を正に制御していることが想定された。現在、W9ペプチドの標的タンパク質および下流のシグナル経路の探索を、プロテオミクス、次世代シークエンスを中心としたオミクス手法で試みている。また、in vivoでRANKL逆シグナルの寄与を評価するのに必要な、RANKL点変異マウスの拡大を進めた。同時に、in vivoでの評価のために大量に必要となる、抗RANKL抗体の効率的な産生系の構築を行った。高産生株の選択はほぼ終了し、精製法などを最適化中である。関節リウマチの発症・増悪サイクルに関わるT細胞、および滑膜細胞におけるRANKL逆シグナルの役割は、未だに十分な解析ができていない。また、in vivoでの表現型解析に使用するRANKL点変異マウス、抗RANKL抗体の拡充が当初の予定よりやや遅れてしまっているため、標記のように判断した。ただし、マウス、抗体ともに十分量確保できる目処は立ちつつあり、次年度以降の解析に大きな支障はないと考えている。一方で、2年目より解析を進めている軟骨細胞においては、共にRANKL逆シグナル入力能を有する2つの刺激担体(抗RANKL抗体、W9ペプチド)の活性の差から、軟骨細胞の分化制御に関する新たな知見が得られるものと期待している。これまで、軟骨細胞の初期分化において中心的な役割を担うと考えられてきたTGFbeta1の阻害剤存在下においても、W9ペプチドによる分化促進作用はほぼ影響を受けないことが確認できている。関連して、種々の細胞内シグナル阻害剤を用いたスクリーニングや、W9ペプチド刺激後の遺伝子発現変動を次世代シークエンスによる網羅的手法で探索しており、関節リウマチの病態進行にも関わる軟骨代謝機構の理解を深めるものと考えている。

また、表面にW9ペプチドを固相化したビーズを用いて、W9ペプチドの結合標的となるタンパク質の同定も試みている。W9ペプチド自体は、物性の不安定さから製剤化は困難と推測されるが、同様の活性を有する抗体様分子が作出できれば、現状では未だ十分に確立されていない軟骨再生治療法の新たな提案にも繋がりうると考えている。最終的な目標である、in vivoでの表現型にRANKL逆シグナルがどの程度の寄与を持つのか検証を行うために、マウスに異種コラーゲンを免疫することで関節炎を誘起するコラーゲン関節炎モデルの構築と、炎症の進展や軟骨・骨破壊の評価を行うために必須な組織標本の安定した作成法を検討した。ヒトのリウマチ性関節炎の病態をよく反映するため頻用されるコラーゲン関節炎モデルだが、一方で、飼育環境や実験者によって発症頻度やその症状の進行度に差があり、個体間差も大きいことが課題となっている。実験プロトコルの調整を繰り返すことで、安定して関節炎を誘起させることに成功しており、同時に、関節組織の炎症・軟骨破壊・骨破壊がどのように進展していくのかを評価するために種々の標本作成技術も習得したことで、今後のin vivo解析の基盤を確立できた。また、軟骨細胞の分化を強く促進するW9ペプチドの活性は、軟骨細胞の主要な分化制御因子の1つとして知られるTGFbeta1によるシグナル活性化のパターンを変化させることによることが示唆されつつある。TGFbeta1のシグナル下流分子の活性化プロファイルが、W9ペプチド存在下では異なる挙動を取ることを見出しており、現在はリン酸化タンパク質の一斉解析法の構築を進めている。一連の解析により、軟骨細胞の分化制御機構に関して新たな知見を得ることで、まだ十分とは言えない軟骨再生分野に大きく貢献できる研究へと発展できるものと期待している。また、リン酸化プロテオミクスの手法を確立することで、骨芽細胞においては主にPI3K/Akt/mTORの活性化を通して分化を制御するRANKL逆シグナルが、T細胞や滑膜細胞においてはどのような挙動を示すのか徐々に解析を進めており、培養細胞・マウス初代細胞を用いてさらに検証を重ねる予定である。免疫系や骨・軟骨代謝系の様々なバランス破綻が招く関節リウマチの発症機構の解明のためには、最終的にはマウス等を用いたvivoでの検証が欠かせず、代表的なモデル系であるコラーゲン関節炎を安定して作出できるように条件が改善されたことは大きな進捗と考えている。これに加えて、これまで研究代表者が所属する研究機関では確立されていなかった硬組織標本の作成、リン酸化プロテオミクスによる細胞内シグナル分子の活性化プロファイルの一斉解析が可能となりつつあり、最終年度での詳細な解析を行うために必要な技術・実験系の多くは構築済みである。申請当初の予定とは解析の順序を入れ替えているが、概ね順調に進展できていると考えている。また、軟骨細胞の分化制御に関する新たな知見も得られつつあり、これを踏まえて、既存の方法とは異なる治療法の提案も視野に解析を進めることを計画している。骨代謝を制御する主要なリガンド分子であるRANKLが、受容体としても機能する双方向性
フラクタル次元を用いたステラレータ系磁気容器磁気面の乱れの定量化と頑丈さの研究

本研究の目的は、フラクタル次元等を用いてステラレータ系磁気容器の乱れについて定量化し、最終的には頑丈な磁気容器について考察することである。ステラレータ系磁気容器の磁気面は、ヘリカル対称性がトロイダル対称性により破れるとき、磁気島が有理面において発生し、乱れ始めると考えられている。さらに磁気島が成長し隣り合う磁気島が重なり合うと、磁気面がその部分で崩壊し、磁力線の振る舞いはカオス的となることが予測されている。磁気容器磁気面の乱れの程度は、通常、磁気島の巾により定量化してきた。この方法の欠点は、計算量が膨大になる点およびカオス的となった磁力線のポアンカレ断面(既に磁気面とはいえなくなっている)の乱れ評価には適用できないことである。本研究では、(1)フラクタル次元(容量次元およびアプノフ次元)法、(2)回転変換値の空間分布法(カオス理論での'悪魔の階段'に相当)、(3)円写像法を磁気面乱れの定量化法として提案し、従来法と比較検討を行った。その結果、カオス的となった磁力線のポアンカレ断面の乱れの定量化は(1)のフラクタル次元法のみが可能であること、また計算量は(2)の回転変換値の空間分布法は最も少なく従来法の約2分の1程度であることがわかった。また、カオス的となった磁力線の振る舞いが、カオスかどうかを、リアプノフ指数および容量次元、リアプノフ次元より判定した。その結果、最大リアプノフ指数が正の値となり、容量次元、リアプノフ次元が共に非整数値となったのでカオスであることがわかった。また、磁気島の成長が先に簡単に触れた、従来の理論とほぼ一致することから判断すると、頑丈な磁気容器の必要条件は次のように言えることがわかった。低次の有理面がないこと、またあるとしても、近辺に別の低次有理面がないこと。本研究の目的は、磁気面の乱れをフラクタル次元を用いて定量化すること、及び磁気面の頑丈さを決定する要因は何かを考察することである。本年度は、科学研究費補助金で購入した高速のワークステーションを用いて、各種磁気容器磁気面断面のフラクタル次元の算出と次元の値と磁気面乱れの関係の考察及び有限ベータでの磁気面の変化を磁気軸に着目して計算及び考察をした。その結果、今回計算した数種類の磁気容器に関して、以下の知見を得た。1.乱れた磁気面断面のフラクタル次元は、1.2以上となる。2.磁気面を構成する磁力線のポアンカレ断面図は、カオスにおける円写像の方程式で近似でき、乱れた磁気面の円写像パラメータKは1以上となった。これは、円写像がカオス的となるKの値1以上に対応している。3.外部より擾乱磁界を加えた場合、磁気面は主として、磁気島の近傍から乱れ出す。4.2重螺旋構造のヘリカルヘリアックでは、ヘリカルコイル軸のシフト半径を大きくすると、有限ベータでの磁気軸の外側シフトを抑制することができる。従って、磁気面の乱れも抑制される可能性がある。今後は、1、2に関しては、より多くの磁気容器を対象として計算するとともに、何故そうなるのかについて、理論的考察が必要であると考えている。また、3に関しては、外部から加える乱れ磁界を、有限ベータでのプラズマ電流により生じる磁界に近いもので計算することが重要であると考えている。最後の4に関しては、磁気軸の外側シフトの評価だけでなく、磁気面の乱れを実際に評価することが重要だと考えている。以上のことを踏まえて、平成8年度は研究を行う予定である。

本研究の目的は、磁気面の乱れを定量化すること、及び磁気面の頑丈さを決定する要因は何かを考察することである。本年度は、昨年度科学研究費補助金で購入した高速のワークステーションを用いて、磁気容器磁気面断面の乱れと円写像(θ_<n+1>=θ_n+K*sin(θ_n+θ_o)、θ_nはトロイダル角一定の磁気面断面における、トロイダル方向n周目の磁力線のポロイダル角)における周期的駆動力Kとの関係について詳細に計算をし検討を加えた。その結果、以下の成果を得た。1.磁力線とトロイダル角一定の面との交点の集合(磁気面断面)におけるポロイダル角、θ_nは円写像で近似できることを解析的に示すとともに、数値計算でも確認することができた。2.一般的に、ヘリカル系磁気容器の乱れは、ヘリカル対称性が磁気容器をトロイダル状にすることにより生じると考えられているので、コイルアスペクト比を変え、磁気面の乱れの様子を調べた。その結果、コイルアスペクト比を小さくする(トロイダル性を強める)と、同じ回転変換値での磁気島の巾及びKの値が大きくなることが分かった。そして、磁気島の巾と周期的駆動力Kの値とは比例することも分かった。3.磁気島の巾は磁気面の小半径方向の乱れの指標であるのに対して、Kは磁気面のポロイダル方向乱れの指標と考えられることが分かった。今後は、有限ベータ値での磁気面の乱れ及び頑丈な磁気面とはなにかについて検討する予定である。本研究の目的は、フラクタル次元等を用いてステラレータ系磁気容器の乱れについて定量化し、最終的には頑丈な磁気容器について考察することである。ステラレータ系磁気容器の磁気面は、ヘリカル対称性がトロイダル対称性により破れるとき、磁気島が有理面において発生し、乱れ始めると考えられている。さらに磁気島が成長し隣り合う磁気島が重なり合うと、磁気面がその部分で崩壊し、磁力線の振る舞いはカオス的となることが予測されている。磁気容器磁気面の乱れの程度は、通常、磁気島の巾により定量化してきた。この方法の欠点は、計算量が膨大になる点およびカオス的となった磁力線のポアンカレ断面(既に磁気面とはいえなくなっている)の乱れ評価には適用できないことである。本研究では、(1)フラクタル次元(容量次元およびリアプノフ次元)法、(2)回転変換値の空間分布法(カオス理論での'悪魔の階段'に相当)、(3)円写像法を磁気面乱れの定量化法として提案し、従来法と比較検討を行った。その結果、カオス的となった磁力線のポアンカレ断面の乱れの定量化は(1)のフラクタル次元法のみが可能であること、また計算量は(2)の回転変換値の空間分布法は最も少なく従来法の約2分の1程度であることがわかった。また、カオス的となった磁力線の振る舞いが、カオスかどうかを、リアプノフ指数および容量次元、リアプノフ次元より判定した。その結果、最大リアプノフ指数が正の値となり、容量次元、リアプノフ次元が共に非整数値となったのでカオスであることがわかった。
遷移金属ヒドリド錯体を用いるメチレンシクロアルカン類の炭素-炭素結合の活性化

本研究は,遷移金属ヒドリド錯体を用いることにより小員環化合物であるメチレンシクロアルカン類の炭素-炭素結合を活性化し,最終的にはそれらの反応を用いて新規の高い有機合成反応へ応用していくことを目的としている。まず,2,2-ジフェニル-1-メチレンシクロプロパンとロジウムヒドリド錯体の反応により,室温では3員環が開裂した結果3-ブテニルロジウム錯体が生成し,さらに加熱条件によりフェニル基上の炭素-水素結合が活性化されて2-プロペニル-o-フェニレンロジウム錯体が生成する。これら一連の反応は,メチレンシクロプロパンのもつ環の歪みエネルギーのよって環の解裂,つまり炭素-炭素結合の活性化により起こったと解釈できる。さらに,その素反応を有機合成反応に応用した。ロジウムまたは,白金錯体を触媒として2,2-ジフェニル-1-メチレンシクロプロパンとトリエチルシランとの反応をおこなってヒドロシリル化生成物を得た。興味深いことにロジウム錯体を触媒として用いたときにはシクロプロパン環開裂して開環するのに対して,白金錯体を触媒として用いた場合には,3員環が開環しないままでヒドロシリル化生成物が得られた。本研究では,遷移金属ヒドリド錯体を用いるメチレンシクロアルカン類の炭素ム炭素結合の活性化について検討し,それを利用した有機合成反応を達成した。異なる金属を用いる選択的なメチレンシクロプロパン類のヒドロシリル化反応により,本研究で明らかにした量論的な反応における知見を元に様々な有機合成反応への応用が期待できるので,本研究により小員環化合物の量論的,触媒的な炭素-炭素結合の活性化は重要な結果を与えたと言える。まず,2, 2-ジフェニル-1-メチレンシクロプロパンとロジウムヒドリド錯体の反応により,室温では3員環が開裂した結果3-ブテニルロジウム錯体が生成し,さらに加熱条件によりフェニル基上の炭素-水素結合が活性化されて2-プロペニル-o-フェニレンロジウム錯体が生成する。ロジウムまたは,白金錯体を触媒として2, 2-ジフェニル-1-メチレンシクロプロパンとトリエチルシランとの反応をおこなってヒドロシリル化生成物を得た。興味深いことにロジウム錯体を触媒として用いたときにはシクロプロパン環が開裂して開環するのに対して,白金錯体を触媒として用いた場合には,3員環が開環しないままでヒドロシリル化生成物が得られた。本研究では,遷移金属ヒドリド錯体を用いるメチレンシクロアルカン類の炭素-炭素結合の活性化について検討し,それを利用した有機合成反応を達成した。
DNAの修復を指標とした放射線感受性腫瘍のインビボ画像化

癌細胞の放射線感受性のインビボ評価を目的として,DNA修復関連タンパク質の一つであるDNA-PKに注目し,DNA-PKに結合する放射性薬剤の合成を計画した。DNA-PKの阻害剤として知られているNU7441の基本骨格として,放射性ヨウ素の導入の可能な薬剤を設計,合成した。また,また,治療効果のインビボ評価を目的として,アミノ酸輸送システムAの基質となる放射性ヨウ素標識人工アミノ酸の合成,評価もおこなった。癌の放射線治療は,外科的手術,化学療法と並ぶ癌治療の三本柱の一つとされる。放射線治療は,組織の形態や機能を温存することが可能であることから,身体への負担が少なく,今後の高齢化社会において,益々その利用が期待されている。一方,放射線に対する感受性は癌細胞によって大きく異なることから,非侵襲的に治療前に個々の患者に対する癌細胞の放射線に対する感受性を予測できれば,個々の患者に対する放射線照射量の最適化が可能であり,その結果,治療効率の向上や余分な被ばくの回避による患者への負担の軽減,さらには医療費の削減にも繋がると考えられる。そこで,本申請課題では,癌細胞の放射線感受性のインビボ評価を目的として,DNA修復関連タンパク質の発現を指標とした評価について,検討を行う。本年度は,DNAの二重鎖切断の主要な修復酵素の一つであるDNA-PKに注目し,DNA-PKに結合する放射性薬剤の合成を計画した。これまでに,DNA-PKの阻害剤として,NU7441やLY294002などが知られている。そこで,これらの薬剤を基本骨格として,放射性ヨウ素の導入の可能な薬剤を設計,合成することを計画した。全10工程により,放射性ヨウ素の導入可能な有機スズを用いた前駆体,および放射性ヨウ素標識薬剤の分析時に評品として使用する非放射性ヨウ素を導入した薬剤の合成を行ったが,その収率は極めて低いものであった。現在その合成法の改良を検討しているところである。そこで,本申請課題では,癌細胞の放射線感受性のインビボ評価を目的として, DNA修復関連タンパク質の発現を指標とした評価について,検討を行う。本年度は, DNAの二重鎖切断の主要な修復酵素の一つであるDNA-PKに注目し, DNA-PKに結合する放射性薬剤の合成を計画した。これまでに, DNA-PKの阻害剤として, NU7441やLY294002などが知られている。全10工程により,放射性ヨウ素の導入可能な有機スズを用いた前駆体,および放射性ヨウ素標識薬剤の分析時に評品として使用する非放射性ヨウ素を導入した薬剤の合成を行った。収率は低いが,目的とするものが得られたことから,放射性ヨウ素標識を行った。その結果,非放射性ヨウ素標識体の評品と同じ保持時間に放射活性が観察されたことから,目的とする放射性化合物と考えた。現在,細胞への取り込みを評価している。
舌接触補助床の最適形態を導く、嚥下圧と嚥下造影検査を用いた評価法の確立

頭頸部腫瘍術後患者(5名,平均年齢62.1歳),機能的摂食・嚥下障害患者(24名,平均年齢76.1歳)を対象に舌圧測定,咽頭圧測定を行った。頭頸部腫瘍術後患者では、舌接触補助床装着により舌切除部の舌圧の上昇、舌根部嚥下圧の上昇が認められた。機能的摂食・嚥下障害患者において、VF解析による咽頭収縮良不良群間は下咽頭部嚥下圧に、誤嚥・喉頭侵入・非誤嚥群間で舌根部嚥下圧に相違を認め、嚥下動態の評価に本システムは有用であった。舌と口蓋との接触は嚥下時の食塊移送および、食塊の駆出時における舌根部のtongue driving forceの形成に重要であることが知られている。舌癌術後などの器質的障害および機能的障害に起因する摂食嚥下障害に対して、舌接触補助床(PAP)の装着によるリハビリテーションの効果が注目されているが、適切な口蓋形態の決定にあたり指標となる診断方法が未確立である。本研究では舌と口蓋との接触状態の変化、即ち舌のanchor機能は舌圧を指標に、嚥下動態をmano-fluorographyにより評価し関連性を検討した。初年度に構築した舌圧と咽頭圧の同時測定システムの不具合は入力端子の改善により解決させた。PAPの適応が示唆されている、頭頸部腫瘍術後患者(5名:男性6名、女性2名,平均年齢62.1歳、4275歳),機能的摂食・嚥下障害患者(32名:男性23名、女性9名,平均年齢75.69歳,3490歳)を対象に舌圧測定,咽頭圧測定を行った。頭頸部腫瘍術後患者では、PAP装着により舌切除部(再建部)の舌圧が上昇し、舌根部嚥下圧の上昇が認められた。機能的摂食・嚥下障害患者の舌根部の嚥下圧は100.5±67.82mmHg、下咽頭部の嚥下圧は92.0±51.9mmHg。VFにて咽頭収縮良好群の舌根部嚥下圧は118.17±40.06mmHg,不良群は72.61±59.91mmHg (P=0.06)、良好群の下咽頭部嚥下圧は116.02±38.72mmHg,不良群73.43±49.89mmHg(P=0.05)であり、咽頭圧測定が咽頭期の嚥下動態を反映していることが示唆された。以上より、本システムはPAPのanchor効果および咽頭期の嚥下動態の評価において有用であることが示された。定量的な指標の確立については、今後も症例を重ね検討が必要と考えられる。嚥下障害のリハビリテーションの一環として適応される舌接触補助床について、その効果の定量的評価方法を確立、また舌の舌接触補助床に対する接触動態が嚥下機能へ及ぼす影響を解析することを本研究の目的としている。本研究では、舌と舌接触補助床の接触状態は舌圧を用いて表し、嚥下機能を咽頭圧およびVFで評価することとし、(1)咽頭圧測定とVFおよび舌圧測定の各測定システムの同期記録システムの構築、(2)データ収集、(3)データ解析から構成することとした。本年度においては咽頭圧測定、VFおよび舌圧測定の各計測システムを統合した新システムの構築および、本システムを利用したデータ集積を行った。測定システムの構築においては、咽頭圧測定装置にVFの画像データを入力することにより同期計測を行うMano-fluorographyのシステムを基盤として利用した。別の既存の舌圧測定システムにおいて計測開始時に認められる電圧の変動を出力させ、これを咽頭圧測定システムに入力することにより舌圧、咽頭圧、VFの3システムの時間軸を一致させるシステムを構成した。本学倫理委員会の承認を得て、被験者(52歳、男性。舌癌、舌亜全摘出、腹直筋皮弁再建患者)に対して舌接触補助床装着および、非装着時に本システムを用いた嚥下機能評価を行った。その結果、本システムは既存の嚥下機能評価に比して測定手順が煩雑であり、計測者および非計測者への負担が若干大きいことも明らかになった。すなわち、咽頭圧測定システムの既存装置を利用したため入力ポートに制限があり、舌圧の電圧入力にあたり外部入力端子の着脱を一つの測定動作中に複数回行う必要が生じ、計測時間の延長および計測者の増員を要した。本問題点を改善すべく、現在装置のコネクター部の改善を行う予定であり、より円滑な測定システムを利用したデータ収集を予定している。

本研究における測定システムを被験者に対して応用を行った結果、本システムは既存の嚥下機能評価に比して測定手順が煩雑であり、計測者および非計測者への負担が若干大きいことが明らかになった。本問題点を改善すべく、現在装置の咽頭圧測定装置の入力ポートの増設を行っており動作確認中である。そのため一時被験者のデータ収集を中断しているため、データ解析に若干の遅れが生じている。平成23年度実験結果に基づき、本研究で新たに構成を行った計測システムの改良を現在行っている。システムの動作確認終了後に患者データの収集を再開する予定である。その後データ解析を行う予定であるが、本研究の性格状RCTは困難であり、被験対象が患者であるため計測のタイミングも考慮する必要がある。そのため、本研究における舌の舌接触補助床に対する接触動態が嚥下機能へ及ぼす影響の解析は、各被験者の個体内の比較について考察する予定である。咽頭内圧測定システム構成にあたり、システム構成を吟味、選定した結果予算を抑えることができた。次年度においては、計測環境を拡大するために、現在の重量のあるキャリブレーションポンプを軽量化する予定である。また、消耗品として舌圧測定シートおよびHDDを購入する予定である。また、平成23年度に東日本大震災の影響で中止となった学会出席予定も、次年度に繰り越す予定としている。
誘電体導波線路一体型誘電体アンテナの研究

同軸線路の伝送損失が顕著になるミリ波・サブミリ波帯では、それに代わるフレキシブルな伝送線路として誘電体導波路が注目されている。誘電体導波路は同軸線路よりも伝送損失が低く、金属導波路とは異なりフレキシブルである一方で、金属線路との接合部におけるミスマッチの問題から産業応用が進んでいなかった。本研究では、誘電体導波路の産業応用の拡大を目指し、誘電体導波路と誘電体アンテナを一体化したこれまでにない構成の考案・実証と、誘電体導波路の性能実証のために必要となる高精度な計測技術の確立を行った。誘電体導波構造の伝搬計測の高精度化のために、本研究では、被評価線路と同材料、同構造からなるTRL校正キットを開発し、金属線路の精密計測技術として確立しているTRL校正法を誘電体導波線路の計測に拡張した。平成30年度は、提案手法の実用的な有用性を検証するために、提案手法における代表的な誤差要因として、校正キットの寸法ばらつきとSパラメータ測定の測定再現性の影響に着目し、それぞれを定量的に評価した。その結果として、これらの要因が誘電体導波管の伝送係数の位相と振幅の測定の不確かさにそれぞれ大きく影響することを確認した。電磁界シミュレーションと実験から、これらの要因によって評価された誘電体導波路の伝搬特性計測の不確かさは、28GHz帯のPTFE製の円形誘電体導波路(100mm長)に対して、それぞれ0.20ラジアンと0.5 dB未満であることが確認された。本研究成果は国際学会CPEM2018で発表するとともに、IEEE TIM誌(IF: 2.794)に掲載された。誘電体導波路は同軸線路よりも伝送損失が低く、金属導波路とは異なりフレキシブルである一方で、アンテナ等に接続する際には金属系の同軸・導波線路に変換する必要があり、変換部における不整合による反射や金属の導体損が課題となっていた。また、変換部では誘電体と金属という異種線路を接続するにあたり、誘電体導波路が動いた際に接続部にかかる力学的負荷やそれによる位置ずれが問題となる。本研究では誘電体アンテナと誘電体導波路を一体成型し、線路の入力ポートからアンテナ放射部まですべて同一材料で、不整合の一切ない構造を実現することでこれらの課題を解決することを目指す。アンテナ部と誘電体線路部では一般に伝送モードやインピーダンスが異なるため、そのモード変換には従来とは異なる設計が必要になる。そこで、その新規設計手法と実現した構造の精密計測手法について研究開発を行う。平成29年度は、誘電体導波構造の精密計測手法を提案した。具体的には、金属線路の精密計測技術として確立しているTRL校正法を誘電体導波線路の計測に拡張するために、被評価線路と同材料、同構造からなるTRL校正キットを開発し、それによる計測機器の校正結果をもとに、誘電体導波線路の計測結果の高精度化を図った。開発技術の検証として、28GHz帯で動作する低損失誘電体導波線路を設計・試作し、それに対する計測を開発技術により実施した。その結果、28GHz帯における伝送損失が1.0dB/m以下であることを実証するとともに、このような低損失誘電体導波線路を評価するためには、開発技術の活用が必須となることを明らかにした。平成29年度は誘電体導波線路の伝送損失を高精度に計測するための技術開発を行った。開発技術は、本研究で提案するアンテナ一体型誘電体線路の計測にも利用可能であり、平成30年度に実施するアンテナ一体型誘電体線路の動作検証の結果に妥当性を与えるためには必須となる検討事項である。

平成29年度に開発した計測技術について、その高度化を進めるとともに、学会等において積極的に外部発表を行う。アンテナ一体型誘電体線路を設計・試作し、動作検証を行うとともに、その用途開発として、低侵襲近傍界電磁界プローブとしての可能性を探る。近傍界電磁界分布を探索する対象としては金属周期構造(メタマテリアル)を検討しており、その準備は平成29年度から一部着手している。平成29年度成果の国際学会発表のための旅費や学会参加費に使用する計画である。また、開発品の電磁界プローブとしての用途検証のための実験装置の購入に充てる計画である。
超低ビットレート画像圧縮符号化アルゴリズムのVLSI化に関する研究

本研究では,動画像のオブジェクト階層符号化アルゴリズムの計算過程をVLSI化設計した.符号化対象が従来の画像集合(マクロブロック)単位ではなく,物体(オブジェクト)単位であるため,これを取り扱うための新しいアーキテクチャについて,2段階エッジ検出によるオブジェクト抽出,ベクトル量子化を用いた低ビットレート符号化を実現した.具体的には,オブジェクト抽出部では,まず8×8のブロック単位での動きベクトルを求め,これらを比較することによりブロックレベルでのエッジを求める.次に,エッジが存在するブロック中で,ピクセルの輝度比較による詳細エッジ位置を求めることにより,従来には無い精細なオブジェクトの抽出が可能となった.また,ベクトル量子化では,8×のアレイによる量子化を施すことにより,先の動き検出の課程との回路の共有が図ることができた.結果として,20Kbpsの帯域でQCIF(176×144)を10fps程度で扱うことが可能であり,携帯環境での使用も可能な画像符号化システムを構築することができた.本研究では,動画像のオブジェクト階層符号化アルゴリズムの計算過程をVLSI化設計した.符号化対象が従来の画像集合(マクロブロック)単位ではなく,物体(オブジェクト)単位であるため,これを取り扱うための新しいアーキテクチャについて,2段階エッジ検出によるオブジェクト抽出,ベクトル量子化を用いた低ビットレート符号化を実現した.具体的には,オブジェクト抽出部では,まず8×8のブロック単位での動きベクトルを求め,これらを比較することによりブロックレベルでのエッジを求める.次に,エッジが存在するブロック中で,ピクセルの輝度比較による詳細エッジ位置を求めることにより,従来には無い精細なオブジェクトの抽出が可能となった.また,ベクトル量子化では,8×のアレイによる量子化を施すことにより,先の動き検出の課程との回路の共有が図ることができた.結果として,20Kbpsの帯域でQCIF(176×144)を10fps程度で扱うことが可能であり,携帯環境での使用も可能な画像符号化システムを構築することができた.