hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「キャリア教育」の社会学的研究―生徒の社会化と進路分化に着目して

2009年6月から10月にかけて、東京都立高校の教諭、主任教諭、主幹教諭、副校長、校長を含む計14名の都立高校教師に対してインタビュー調査を実施した。一人あたり1時間半から3時間にわたるインタビューを基本的に1回ずつ、うち3名に対しては複数回行った。14名の年齢層は20代2名、30代2名、40代3名、50代7名(うち2名は管理職)で、担当教科は国語、理科、英語、社会、数学、体育、芸術、専門教科と幅広い。現在の勤務校は、進学校から進路多様校、専門高校、特色ある高校、チャレンジスクール等にまたがる。さらに、群馬県立高校教諭2名、都内の大学附属高校教諭1名、都内の公立中学校教諭1名に対しても同様のインタビューを行った。「キャリア教育」は、(1)「職業に関する知識や技能」を身につけさせる方向性と、「生徒一人一人の職業観、勤労観」を考えさせる方向性と、(3)具体的な進路・進学指導を行う方向性とに分化しているが、学校種、学科、進学率等の違いによって、カリキュラムの社会的構築のプロセスとメカニズムが差異化していた。また、高等学校では、キャリアガイダンス、大学説明会、模試の分析等において、教育産業が学校現場に入り込んで指導助言する機会が近年とみに増えている。「キャリア教育」のカリキュラム構築過程で生じているこのような動きは、教師集団が従来行ってきた進路指導に関する知識や方法の継承を突き崩す一面があり、教師の役割を変容させる可能性があることにも注目して分析をすすめた。
終末期がん患者と看護師の相互作用促進のための教育プログラムの開発

本研究の目的は、終末期がん患者の死生観を明確にし、その要素をふまえた、患者との相互作用促進のためのコミュニケーション方法に着目した看護教育プログラムを開発することである。そのため、終末期がん患者の生と死の体験を明らかにすることを目的に質的帰納的研究を行った。在宅、緩和ケア病棟、一般病棟で緩和ケアを受ける終末期がん患者で同意の得られた者、各6名の計18名を対象に非構造的面接調査を1対象者あたり25回行った。分析は現象学的心理学アプローチの手法を用いた。その結果、終末期がん患者の生と死に関する体験は「死ぬほどの苦しみの体験が故の普通の生活への新たな感謝」「逃れられない死への認識とせめて穏やかに逝きたいという願い」「愛する人や誰かのために役立ちたいという希望」の3つのテーマが明らかとなった。この研究の新規性として、生と死が矛盾しておらずともに終末期がん患者の希望につながる可能性があることが導き出された。また、看護師は、普通の生活を送りながら穏やかに亡くなりたいという願いを支えながら、誰かの役に立ちたいと望む患者と他者とを結びつける役割を果たす必要があることが明らかとなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。そのため、在宅、緩和ケア病棟で過ごす終末期がん患者が、死を目の前にしながら現状とどのように折り合いをつけているかを明らかにするために質的帰納的研究を行った。在宅緩和ケアを受ける患者6名、緩和ケア病棟入院中の患者6名の計12名を対象に、「現在どのような感情、考えを持っているか」について非構造的面接調査を行った。得られたデータは現象学的心理学アプローチの手法を用いて分析した。その結果、「がんになったことはしょうがない」「自らの死が近いことはしょうがない」「介護されることはしょうがない」「周囲が思い通りにいかないことはしょうがない」「これは運命であり今までの人生の結果なのだからしょうがない」の5つのテーマが導き出された。患者は「しょうがない」という日常の言葉に自らの複雑な心情を込めており、看護師は日常の言葉に注目する必要があることが明らかとなった。研究対象者の確保に時間がかかったため。研究協力者との連絡を密に行いながら、研究対象者の確保を進めていく。
慢性閉塞性肺疾患の動的肺過膨張に対する口すぼめ呼吸の効果

研究目的:慢性閉塞性肺疾患(以下、COPD)患者における呼吸困難は動的肺過膨張が要因とされており、呼気時の末梢気道の虚脱によって肺に空気がトラップされることで生じると言われている。気道の虚脱に対しては口すぼめ呼吸が用いられ、口をすぼめて呼気をおこなうことで呼気終末陽圧を増加させ、気道内圧を高めることで気道の虚脱が改善するとされている。しかし、実際に気道の虚脱が改善するかは明らかではない。そのため、機械的に呼気終末陽圧をかけ気道虚脱が改善することで動的肺過膨張が減少するか否かを検討することを本研究の目的とする。方法:安定期COPD患者を対象とした。動的肺過膨張はスパイロメーター(Spiro Sift SP-370COPD肺per)を用い、最初に安静時ICを測定し次に音声信号と点滅に合わせ、20回/分の呼吸を30秒間おこなった後にICを測定した。30回および40回/分の呼吸時も同様にICを測定した。各呼吸を3回実施し平均を算出し、呼吸数増加に伴うICの減少量を動的肺過膨張とした。口すぼめ呼吸での動的肺過膨張測定としてスパイロメーターのマウス部に呼気陽圧装置(Threshold^®PEP)を装着し呼気時に口すぼめ時同様に5cmH_2Oの抵抗が負荷される環境下で先述した動的肺過膨張検査を行った。口すぼめ呼吸と通常呼吸時の比較解析を行った。成果: 5例実施した時点で予測と異なる結果となり、患者負担も認めたため終了した。全例先行研究同様に過呼吸に伴いICは減少し、動的肺過膨張を示した。口すぼめ呼吸同様の5cmH_2Oの呼気抵抗をかけて同様の動的肺過膨張検査をおこなったところ通常呼吸に比べさらにICは減少し著明な動的肺過膨張を示した。今回の方法では動的肺過膨張に対する口すぼめ呼吸の効果は検証困難と考え、運動負荷試験による検討を開始し、本年4月に運動負荷装置を購入したため継続して検証する予定である。
次世代TOEFLのスピーキング対応としての発音器官の動きを3Dで表示する研究

英語の発音で日本人にとって一番難しいとされているのは/r/音である。顔面の正面か側面の絵、ビデオ、等しか/r/音を学ぶ方法がなかった。しかし、本研究において/r/音を発音する場合、舌先の前方、後方、広さ、狭い空間、上顎との関係等と、それに/r/音では上顎と舌の打ち降ろしの場所、及びそのスピードを視覚的に捉えられるようにした。3Dアニメーションで発音器官の動きを表示するデザインが非常に重要で、18年度に米国のテキサス大学オースチン校のコンピュータ理工学部の教授と助教授とのミーティングで、POSERというソフトを使って顔面の正面と舌先の動きは表示できるが、それも限界があることがわかった。日本国内でこちらの要件を満たしてくれるプログラマーをさがした。顔面の正面からの唇の丸み等に限界はあるが、何とかネイティブの発声による発章データを、自動アニメーション・システムに基づいた制作行程で、口、舌、及び筋肉の内部作用を適切にアニメーションに特化した。音声データ収録作業、本番モデリング作業、アニメーション作業、レンダリング作業、ムービーデータ編集作業を通してDVDを作成した。1)左の画面にバーチャルな女性の顔面の正面の表示。右半分には3Dアニメーションによる顔面の横面の表示。2)/r/音を開始する正面と横面の表示で、開始前に口を閉じ、舌は下歯茎の少し後ろにつける。3)/r/音の発音の位置:正面からは唇を丸くし、舌先は口蓋全体に平たく付けているが、中央がわずかなスペースを作っている。横面図では下歯口蓋についている。4)ゆっくりと舌先が動き/r/音から次の母音に舌先が移動する。5)/r/音が終了した時、正面は唇を閉じ、横面図では舌の位置は下歯茎の後ろにつける。これらの教材は音声づくりは「(顎や唇)」「舌」「呼気」によって構成され、各パーツの動きの組み合わせによって、特定の音(正しい発音)をつくるようにできています。その作り方について、実写と3Dアニメーションの合成などで解説しながら繰り返し練習することができます。2006年の11月に米国のテキサス大学オースチン校のコンピュータ理工学部の教授と助教授とのミーティングにおいて3Dアニメーションのデザインが必要で、共同研究を依頼しましたが、日本の方がデザインが優れているということで、3Dアニメーションの原本となる発音器官の動きのデザインを日本で完成しました。また、平成19年2月2日にアメリカ人のモデルの正面と横側からスタジオで映像を取り、その実写と3Dアニメーションの合成も完成しました。この実写と3Dアニメーションの動きは平成19年度の予算でテキサス大学オースチン校の助教授にしていただく予定です。3Dでのサインは/r/音から次の音に舌、顎、唇、呼気の動きへと移り、最後に元の発音前の発音器官の位置に戻ります。このポイントを示すアニメーションが数枚(412枚)ありますので、それをスムーズな映像にするのをこの助教授にしていただく予定です。

3Dアニメーションで発音器官の動きを表示するデザインが非常に重要で、18年度に米国のテキサス大学オースチン校のコンピュータ理工学部の教授と助教授とのミーティングで、POSERというソフトを使って顔面の正面と舌先の動きは表示できるが、それも限界があるとわかったので、19年度に、日本国内でこちらの要件を満たしてくれるプログラマーをさがした。顔面の正面からの唇の丸み等に限界はあるが、何とかネイティブの発声による発音データを、自動アニメーション・システムに基づいた制作行程で、口、舌、及び筋肉の内部作用を適切にアニメーションに特化した。音声データ収録作業、本番モデリング作業、アニメーション作業、レンダリング作業、ムービーデータ編集作業を通してDVDを作成した。1)左の画面にバーチャルな女性の顔面の正面の表示。右半分には3Dアニメーションによる顔面の横面の表示。2)/r/音を開始する正面と横面の表示で、開始前に口を閉じ、舌は下歯茎の少し後ろにつける。3)/r/音の発音の位置:正面からは唇を丸くし、舌先は口蓋全体に平たく付けているが、中央がわずかなスペースを作っている。横面図では下歯口蓋についている。4)ゆっくりと舌先が動き/r/音から次の母音に舌先が移動する。5)/r/音が終了した時、正面は唇を閉じ、横面図では舌の位置は下歯茎の後ろにつける。
心筋虚血再灌流障害のSOCS3欠損によるプレコンディショニングの有効性とその役割

心筋虚血プレコンディショニングと心筋虚血再灌流障害におけるJAK-STAT経路の制御因子であるSOCS3の役割について研究を行った。心筋虚血プレコンディショニング後の心臓ではSTAT3の活性化を認め、JAK-STAT経路の活性化を確認する事ができた。また心筋虚血プレコンディショニング後の心筋虚血再灌流障害において心筋特異的SOCS3欠損マウスでは野生型と比較して24時間後の心筋梗塞領域が減少していた。これは心筋特異的SOCS3欠損が心筋虚血プレコンディショニングの効果を増強し心筋虚血再灌流障害を抑制する事を示唆する結果であった。本研究の目的は心筋虚血プレコンディショニングにおけるSOCS3の役割を明らかにし、未だその有効な治療法が確立されていない虚血再灌流障害の治療となり得るか検討する事である。SOCS3はSTAT3により発現が誘導される標的遺伝子のひとつである。STAT3が活性化を受けると心保護に働くと同時に、SOCS3の発現が誘導され生存シグナルは強い抑制を受けてしまう。しかし心筋特異的にSOCS3を欠損させる事で、PCによるJAK-STAT経路、及びその下流の生存シグナルの活性がより増強され効果的に作用し、心筋虚血再灌流障害が抑制されると仮説を立てた。マウス心筋虚血再還流モデルを作成しEvans blue、TTC染色を行うと梗塞巣の評価が可能である。心筋プレコンディショニングを行ったモデルでは梗塞巣はごく軽度縮小し、心筋特異的SOCS3欠損マウスではさらに梗塞が縮小している事が解った。またウエスタンブロットでシグナルを解析したところ心筋特異的SOCS3欠損マウスでは生存シグナルであるstat3の活性化が増強している事が解った。心筋虚血プレコンディショニング(IPC)におけるJAK-STAT経路とSOCS3の役割を明らかにするために実験を行った。野生型マウス(WT)のIPC直後、1時間の心筋では、Western blotでp-STAT3の活性が増強し、IPCによるJAK-STAT経路の活性化が見られた。しかし活性は一過性でIPC3時間では活性が抑制された。JAK-STAT経路はSOCS3によって強い抑制を受けるため、IPC3時間におけるSOCS3の発現をreal-time PCRで観察した結果IPC3時間後のSTAT3の活性化が抑制されるタイミングでSOCS3の発現が亢進していた。次に心筋特異的SOCS3欠損マウス(SOCS3-cKO)において同様にIPCを作成したところSOCS3の発現は無く、その結果JAK-STAT経路の活性化がIPC1時間以降も持続していた。このJAK-STAT経路活性化持続の効果を検討するためIPC後にIRIを作成し24時間後にEvans blue, TTC染色で梗塞範囲を評価した。WTはIRIと比較してIPC+IRIで梗塞領域は抑制されており、IPCの有効性を確認した。さらにSOCS3-cKOにおいてはIPCによってWTより梗塞領域がさらに強く抑制されており、IPCの効果はSOCS3を欠損する事でより効果的に働くと考えた。病態の解析は順調に進行している。しかし再現性の確認にはモデル作成が多数必要となる。心筋虚血再灌流モデル作成はマウス1匹あたり5時間程度要する。またプレコンディショニング処置を行うとさらに2時間程の時間を要するためその点で時間を要している。循環器内科心筋虚血再灌流障害と心筋プレコンディショニングの心筋障害、心筋保護のメカニズムを解析する。またこれらのSOCS3の役割をさらに解析する。具体的な方策としては細胞死の評価としてアポトーシスの評価、及びアポトーシス関連シグナルの評価を行う。その結果を踏まえ関連する分子や遺伝子解析を行う。物品購入の差額のため。次年度も若干の物品購入差額が出ると思われます。
多様な細胞機能の制御におけるMAPキナーゼ系の役割

1.ERK-MAPキナーゼの核移行・保持の制御に関わる分子として、N末端にSH3ドメイン、C末端に3つのankyrin repeatを有する新規タンパク(p26)を見いだした。又、p26にはp120が特異的に結合する事、p26はERK-MAPキナーゼの下流に位置するキナーゼ(p90^<RSK>)によってリン酸化される事、血清刺激等に応答してp26がリン酸化されるとp120/p26複合体が解離する事より、ERK-MAPキナーゼの細胞内局在がそれ自身によって制御される可能性が示唆された。2.ERK-MAPキナーゼの新規基質分子として、GEF-H1(RhoA特異的GDP/GTP交換因子)を見いだした。GEF-H1はERK-MAPキナーゼによるThr(678)のリン酸化によって活性化され、それはRhoA活性化に連動するが、Rac1に対しては抑制的に機能する事より、ERK-MAPキナーゼがGEF-H1の機能制御、それに引き続くアクチン系の機能変動を介して、細胞運動制御に関与している可能性が示唆された。3.c-Jun N-Terminal Kinase(JNK)がケラチン8のリン酸化を介して、中間径フィラメント構造の調節に関わっている事を明らかにした。すなわち、JNKによるリン酸化によってケラチン8が重合体から単量体へと変化することで、中間径フィラメント構造の弛緩が誘導され、その結果として細胞質分裂が進行できる環境が整備される可能性が示唆された。4.チミジンブロック法を用いてT24細胞をG1期、S期、あるいはG2/M期に同調させた条件下、MEK阻害剤と低濃度の微小管重合阻害剤を併用処理すると、G2/M期で薬剤処理した際に最も顕著な細胞死が誘導され、そこでcyclin B1、Plk1、Aurora-Bの過剰蓄積が認められた。これより、ERK-MAPキナーゼ経路が上記各タンパクの発現誘導を介して、スピンドルチェックポイントの制御に関与している可能性が示された。1.HGF刺激MDCK細胞から調製したmRNAを利用した発現クローニング法/ERK-MAPキナーゼの細胞内局在観察を組み合わせることで、ERK-MAPキナーゼの細胞内局在を制御する分子の同定を進めた結果、その有力候補としてN末端にSH3ドメイン、C末端に3つのankyrin repeatを有する分子量26,000の新規タンパク(p26)を見いだした。p26をMDCK細胞に過剰発現させるとHGF刺激に応答したERK-MAPキナーゼの核移行・保持が抑制される事、一方、siRNA法によってそれをノックダウンするとERK-MAPキナーゼの核移行・保持が亢進される事より、それがERK-MAPキナーゼの核移行・保持の制御に関わる分子である事を確認した。2.ERK-MAPキナーゼの新規基質分子として同定したGEF-H1(RhoA特異的GDP/GTP交換因子)については、ERK-MAPキナーゼによるThr(678)のリン酸化によってそれが活性化される事を,Thr(678)をAla/Gluに置換したGEF-H1等を利用したGST-RBD pull-down assayによって確認した。また、siRNA法によってGEF-H1をノックダウンすると、細胞運動性が亢進する事を見いだした。

これらの結果は、ERK-MAPキナーゼがGEF-H1の機能制御、それに引き続くアクチン系の機能変動を介して、細胞運動制御に深く関与している事を示している。3.c-Jun N-Terminal Kinase(JNK)が細胞質分裂過程で機能する可能性に関して、JNKがケラチン8のリン酸化を介して、中間径フィラメント構造の調節に関わっている事を見いだした。これに関しては、JNKの機能を阻害した細胞の中間径フィラメント構造を、ケラチン8に対する抗体を利用した免疫電顕法で観察する事によっても確認した。これらの結果は、JNKによるリン酸化によってケラチン8が重合体から単量体へと変化することで、中間径フィラメント構造の弛緩が誘導され、その結果として細胞質分裂が進行できる環境が整備される可能性を示唆している。1.G2/M期制御におけるERK-MAPキナーゼ系の役割T24細胞(ERK-MAPキナーゼ経路が恒常的に活性化されているがん細胞)において、チミジンブロック法を用いて細胞周期をG1期、S期、あるいはG2/M期に同調した条件下、MEK阻害剤と低濃度の微小管重合阻害剤を併用処理すると、G2/M期で薬剤処理した際に最も顕著な細胞死が誘導された。このような条件下ではcyclin B1、Plk1、およびAurora-Bの過剰蓄積が認められたが、一方、各薬剤単独処理では上記変動は認められなかった。これより、G2/M期において、ERK-MAPキナーゼ経路が上記各タンパクの発現誘導を介して、スピンドルチェックポイントの制御に関与している可能性が示された。これまでERK-MAPキナーゼ経路はG1期制御において本質的な役割を果たしている事が明らかにされているが、上記結果はそれがG2/M期進行の制御においても重要な役割を果たしている可能性を示唆する。昨年度に同定した新規タンパク、p26について、GST pull-down assay/質量分析法を利用して、それと特異的に結合するタンパクの解析を進めた。その結果、p26には分子量120,000のタンパク(p120)が結合することを見出した。また、p26はERK-MAPキナーゼの下流に位置するキナーゼ(p90^<RSK>)によってリン酸化される事、血清刺激等に応答してp26がリン酸化されるとp120/p26複合体が解離することを見いだした。これらの結果は、ERK-MAPキナーゼの細胞内局在がそれ自身によって制御される可能性を示唆する。様々ながん細胞及びMEK阻害剤を利用した解析より、GEF-H1の発現がERK-MAPキナーゼによって正に制御される可能性が示唆された。また、ERK-MAPキナーゼによるGEF-H1のリン酸化(活性化)はRhoA活性化に連動するが、Rac1に対しては抑制的に機能する事を見いだした。これは、ERK-MAPキナーゼ、GEF-H1を介した細胞運動制御の分子機構解明に向けて、確かな方向を提示するものである。
無動力吸水ポンプの開発

スラリーの沈降濃縮層によって生じる浸透圧、及び沈降濃縮層による吸水現象を系統的に調査した。今年度は広くどのようなスラリーであれば沈降濃縮層形成時に浸透圧が発生し、吸水ができるのかを主に検討した。まず粒子の帯電について検討した結果、水中で負に帯電したアルミナ粒子の場合も、正に帯電したチタニア粒子の場合も吸水現象が確認でき、ゼータ電位の正負には関係なく吸水できることがわかった。またアルミナ粒子について、スラリーのpHを調整してアルミナ表面を帯電させた場合も、高分子電解質を吸着させてアルミナ表面を帯電させた場合も、いずれも吸水が確認された。したがって粒子表面の帯電のさせ方には限定されず、微粒子沈降濃縮層の浸透圧及び吸水現象が発現することがわかった。粒子径について検討した結果、アルミナではおよそ2マイクロメートルの粒子径の粒子を用いた時に浸透圧及び吸水現象の発現が確認されなかったため、マイクロメートルオーダーの粒子径で本現象が起こり得る上限値があるものと考えられる。一方で粒子径を小さくすればするほど、同一粒子体積濃度であれば、吸水流束が増大することがわかったが、粒子系が数十ナノメートルまで小さくなると、吸水によって発生する上昇流によって、沈降濃縮層が膨張してしまい、いわゆる通常の溶液の浸透圧による吸水と同一の現象になってしまったため、沈降濃縮層を保持しつつ吸水を継続できる粒子径の下限値がこのあたりのサイズであることがわかった。本現象が起こる基本原理を解明し、本現象が起こり得るスラリー条件を概ね特定できた。この成果をもとに特許出願ができた。当初計画よりも十分に研究が進んだ結果であると認識している。今後は吸水能力に及ぼすスラリー諸条件の影響、及び、給水装置の構成・サイズの影響を明らかにし、現状よりも吸水流束及び吸水持続時間を増大できるように取り組む。スラリー調製パラメータとして粒子組成、粒子径、粒子密度、粒子濃度、スラリーpH、高分子電解質種類・吸着量、堆積層厚さ、堆積層充填率を変化させて、浸透圧測定及び吸水流束の測定を実施する。得られた結果から、吸水能力に影響を及ぼす因子を解明するとともに、最適なスラリー条件を決定する。さらに、装置条件として、装置のサイズ、アスペクト比などを変化させて、吸水現象に及ぼす影響を明らかにし、装置としての最適条件を決定していく。
プラントオペレータの教育訓練用シミュレータに関する研究

プラントを安全にしかも効率よく運用するためには、プラント全体をよく理解したオペレータを育成する必要がある。このためシミュレータを使った教育訓練が効果的と考えられることから、教育訓練に役立つシミュレータを開発する基本技術について、本研究ではいろいろな観点から考察を行なった。まずプラントオペレータにとって、フィードバック制御とシーケンス制御から構成されているプラントの運転制御システムを理解することが必須の条件となる。特にシーケンス制御によって自動化されたシステムの動作を理解することがコンピュータとオペレータの役割分担を知る上で重要である。しかしシーケンス制御システムのプログラムは実装機器によって表現が異なり一般的な解析手法はない。本研究ではいろいろな表現形式で与えられるシーケンス制御機構を統一的に離散系状態方程式を用いて現わし、状態遷移図を作ってシーケンスプログラムの理解および検証を行なう方法を提案した。また発火するルールの順序が指定されている場合の解析手法として、新しくルール遷移図を定義してシーケンスプログラムを検証する方法を提案した。次に連続系として取り扱われる制御対象、離散系として取り扱われるシーケンス制御システムやオペレータの動作が、相互に密接に影響を与える動的なプラントオペレーションそのものをシミュレーションするため、離散系と連続系が混在するシステムのシミュレーション方式について考察した。そして離散系を処理するサブプログラムと連続系を処理するサブプログラムから構成されるシミュレーション方式が明快で実用的であることを示した。さらにプラントオペレーションにおけるオペレータ支援について考察を行い、制御対象、運転制御システム(コンピュータ)、ヒューマンオペレータ間のインタフェースに関する問題点を明らかにした。
特発性間質性肺炎CT画像の自動解析法の開発とその検証

特発性間質性肺炎(IIPs)のうち、通常型間質性肺炎(UIP)あるいは非特異性間質性肺炎(NSIP)に着目し、CT画像データ・コンピューター解析システムを開発した。UIPやNSIPに特徴とされる病変の位置や大きさ情報のうち、各肺葉における肺容量の自動測定が可能となった。また、病変部位の局在に関しても、肺のどこの部位(上葉、中葉、下葉)に病変が存在するかを解析する事が出来るようになった。病変の形態情報に関しても、各成分の大きさや不均一性を解析可能なコンピューター解析システムを構築した。平成21年度においては、滋賀医科大学呼吸器内科にて特発性間質性肺炎(IIPs)のうちUIPあるいはNSIPと診断が確定している症例の画像データベースの作成を開始した。このデータベースに登録された症例の画像につき、「画像匿名化ソフトウエア」により完全に匿名化した後に、画像データをパーソナルコンピュータに転送して解析を開始した。先ずはUIPやNSIPに特徴とされる位置や大きさの情報(肺底部優位、胸膜直下優位、肺葉の容積縮小など)、形態情報(蜂巣肺、網状影、すりガラス陰影、浸潤影など)、その他の特徴的な所見(牽引性気管支拡張など)、病変の空間的均一性などにつき、数学的に解析可能な指標の作成に取りかかっている。現在のところ、位置や大きさの情報を確認するために必要不可欠な肺葉の自動認識や肺容量の測定に成功している。また、形態情報の解析に必要な肺内血管や気管支の3次元的自動認識にも成功している。これらの成果を用いることで、今後はUIPやNSIPにさらに特徴的な指標の開発を行うことができる。平成21年度においては、滋賀医科大学呼吸器内科において特発性間質性肺炎(IIPs)のうち通常型間質性肺炎(UIP)あるいは非特異性間質性肺炎(NSIP)と診断が確定している症例の画像データベースの作成を開始した。この2つのタイプの間質性肺炎を選んだ理由としては、同じ間質性肺炎であっても、この2つが治療に対する反応性や予後などの面において明らかに性格を異にするためである。このようにして作成された通常型間質性肺炎(UIP)・非特異性間質性肺炎(NSIP)のデータベースに登録された症例の画像データを「画像匿名化ソフトウエア」により処理することにより、完全な匿名化を実現することが出来た。その後、画像データをDICOMファイルのかたちでパーソナルコンピュータに転送して解析を開始した。現在は、通常型間質性肺炎(UIP)や非特異性間質性肺炎(NSIP)に特徴的とされる位置や大きさの情報(肺底部優位、胸膜直下優位、肺葉の容積縮小など)、形態情報(蜂巣肺、網状影、すりガラス陰影、浸潤影など)、その他の特徴的な所見(牽引性気管支拡張など)、病変の空間的均一性などにつき、数学的に解析可能な指標の作成に取りかかっている。今までのところ、画像データの3次元再構成に関しては、ほぼ確実に行うことが可能であり、更には、位置や大きさの情報を確認するために必要不可欠な肺葉の自動認識(葉間の自動認識アルゴリズムを含む)や肺容量の測定に成功している。これらの成果を用いることで、今後は通常型間質性肺炎(UIP)や非特異性間質性肺炎(NSIP)にさらに特徴的な指標の開発を行うことを目標として研究を続ける予定である。前年度に引き続き、今回の研究のために作成した画像データベースを用いて、特発性間質性肺炎(IIPs)のうち通常型間質性肺炎(UIP)あるいは非特異性間質性肺炎(NSIP)と診断が確定している症例のデータ解析を行った。新たに開発したCT画像データ・コンピューター解析システムによって、UIPやNSIPに特徴とされる病変の位置や大きさ情報(肺底部優位、胸膜直下優位、肺葉の容積縮小など)のうち、各肺葉における肺容量の自動測定が可能となった。また、病変部位の局在に関しても、肺のどこ(上葉、中葉、下葉)に病変が存在するかを解析する事が出来るようになった。病変の形態情報(蜂巣肺、網状影、すりガラス陰影、浸潤影など)のうちでも特徴的なものとしての蜂巣肺に注目し、蜂巣肺を形成する各成分の大きさや不均一性を解析する事が可能なコンピューター解析システムを構築した。今後は、これらのコンピューター解析システムを画像データベース以外の多数の症例に適用することによって、本研究によって開発されたCT画像データ・コンピューター解析システムの有用性を示すことが可能である。
単一共振モードを利用した新しい振動ジャイロ・センサに関する研究

単一共振モードを利用した新しい音さ型振動ジャイロについて有限要素法解析を行い、本構造は重心線上の底部両側端の2箇所で固定でき、支持による影響の極めて少ない振動ジャイロとなることを明らかにした。また、本構造は振動ジャイロとして動作することも明らかになった。以下に、得られた結果を要約する。(1)本構造は、底部変形により重心線上の底部両側端の2箇所で支持でき、外部振動による影響の少ない優れた構造となること、(2)本構造の固定による共振周波数の変化率Δf/f_0は5.2ppmと小さいこと、(2)圧電セラミックス接着駆動による圧電振動子しての電気的インピーダンスの周波数特性を有限要素法解析により算出し、その等価回路定数を導出したところ、実測値と良く対応すること、(4)振動ジャイロとしての特性測定を行い、本構造は角速度センサとして動作すること、(5)振動ジャイロ特性の等価回路考察を行い、この結果は現在のところ実測値と傾斜が一致しないこと、などが明らかになった。本構造は、材質を水晶などの圧電単結晶などで構成すれば、著しく小型で安価な振動ジャイロとなるが、今後の課題としたい。さらに、振動ジャイロのより広い周波数応答性が要求される場合には、検出側にインダクタンス素子を挿入するなどして広帯域化を図る必要があり、この方法についても考察し公表した。本年度は、ステンレススチールを用いた振動ジャイロ本体の有限要素法解析による設計とその試作を行った。特に、支持固定による影響の少ない形状が実現し得るかに焦点を絞った。本構造の特徴であるアーム先端に非対称に質量を付加することは、支持固定に通常使用されべき底部端の変位を増加させ支持固定による影響を大きくする欠点があった。そこで、この影響を極小とするために底部の形状を変形することを考え、各種解析により底部端を完全固定しても共振周波数の変動率が固定しない自由時と比較して1ppm以下にできる形状が存在することを見出した。そして、このとき同時に底部端の各種歪も最も小さくなることが明らかになった。このことは、経時変化の小さい振動ジャイロの実現につながるものと考えられる。さらに、この形状のとき底部の側端2個所で固定しても変動率が10ppm程度と小さくできることも分った。このことから、この構造体は重心線上の側端2個所で支持固定できる可能性があり、外部衝撃による影響の少ない振動ジャイロの実現につながると考えられる。また、本振動ジャイロは単一共振モードを利用するため、周波数応答特性が狭帯域となることが予想される。応答特性の広い要求に対しても使用できるように、振動ジャイロの検出側に並列にインダクタンス素子を接続させる極めて簡便な方法についても検討した。以上の成果は、報告書記載の通り学会論文誌や各種学会講演会で発表した。外部振動による影響の少ない高安定な振動ジャイロを実現するには、これまでの著者らの長年の研究の積み重ねから、その重心線上で支持固定する必要のあることを明らかにしてきた。本年度は、まずこの考えを本振動ジャイロに適用して実用的な寸法値が得られるかどうかについて検討した。その結果、振動ジャイロの重心線上の底部両側端2箇所で支持固定する新しい構造が実現できることを明らかにした。本構造は、昨年度の解析結果に基づき、支持固定端の振動変位をさらに低減させるためと側端における重心位置を底部端方向へ移動させるために、底部長を僅か長くすると共に底部の幅も一部広くした構造に発展させたものである。この構造は、支持部を固定しない場合と比較して固定すると共振周波数の変動は5.9ppm以下が達成できる。このため、支持固定部を介して振動ジャイロの振動エネルギーが殆ど漏れない高安定な構造になると考えられる。本振動ジャイロの基本構造が角速度センサとして動作することが昨年度実験的に確認されているので、さらに本年度は振動ジャイロの電気的特性を圧電性を考慮した有限要素法解析により特性シミュレーションを行った。

まず、基本的なステンレススチールに駆動・検出用の圧電セラミックスを接着した振動ジャイロの圧電振動子としての電気的インピーダンスの周波数特性を計算して、これより等価回路定数を算出して実測値と比較したところ、両者は測定誤差の範囲内で良く一致対応することが確かめられた。また、コリオリ力を考慮した有限要素法解析を行い、実験値と比較検討も行った。残された課題としては、本研究の成果に基づき、水晶などの圧電単結晶を利用した超小型で温度特性の優れた振動ジャイロについて検討したいと考えている。
慢性炎症と心筋障害のイオンメカニズム：炎症応答性Orai3チャネルの役割

炎症は慢性心不全の基盤病態である。近年、アラキドン酸(AA)応答性CaチャネルとしてOrai3が同定され、炎症で誘発するイオンメカニズムの解析が可能となった。本研究は、炎症性心筋細胞障害でのOrai3チャネルの役割および炎症物質による血管内皮機能制御でのOrai3チャネルの関与を明らかにすることを目的とした。ノックアウトマウスを用いた動物実験と、細胞レベルでのCa流入実験によりOrai3シグナルは慢性心不全の病態に関与することが示され、さらに、そのメカニズムにAAおよび炎症制御物質である一酸化窒素(NO)が関わる可能性が示された。今後、心不全の新たな治療法につながる結果と考えられる。炎症は慢性心不全の基盤病態であると考えられており、心不全では重症度に応じて炎症性サイトカインが上昇することが知られている。しかし、その際心筋細胞や心筋線維芽細胞で働く細胞内メカニズムに関しては依然不明な点が多い。本研究は、「アラキドン酸誘発性Orai3活性化が慢性炎症下の心筋細胞障害や線維化のトリガーとなる」という仮説を立て、それを実証することを目的とした。炎症が心筋障害を引き起こす臨床例として、ステロイド投与を行い壁厚が劇的に菲薄化したサルコイドーシス心筋症例をEur Heart J Cardiovasc Imagingに発表した。また、心房中隔欠損症には合併することがまれな感染性心内膜炎の例をIntern Medに、家族性地中海熱の慢性炎症の結果引き起こされた心アミロイドーシスの例を心不全学会に発表した。また、睡眠時無呼吸を治療することで心不全が改善するそのメカニズムの一つとして炎症の改善があることを報告した。ノックアウトマウスを用いた基礎研究では、アンギオテンシンIIによってひきおこされる炎症を含んだ心筋障害が、Apelin-APJ axisシグナルの活性化によって減弱すること、逆にApelinの作用を減弱させるとその障害が促進することを明かにした。それら作用は、ApelinによるACE2発現の増強により引き起こされていた。以上からApelin-APJ axisは心筋炎症を含んだアンギオテンシンIIの心筋障害に拮抗するシグナルであると結論付け、発表した。また、アラキドン酸の細胞センサーとなっていると考えているOrai1, Orai3, TRPV4チャネルがラット心筋細胞に発現していることをin vitroの実験で確認している。臨床面での心筋炎症と心不全の関連については、症例報告も含め成果をえている。しかし、基礎実験でのアラキドン酸による心筋細胞のアポトーシス、オートファジー検出が実験手技の問題のためかうまくいかず、その点が遅れており以降の計画にも影響を与えている。今後その実験手技の早期確立が望まれる。また、心筋線維芽細胞の培養技術も、安定した結果が得られておらず、今後克服すべき課題である。炎症は慢性心不全の基盤病態であるが、炎症の際に心筋細胞、心筋線維芽細胞や血管内皮細胞内で働いているシグナルに関しては依然不明な点が多い。本年度おこなった具体的研究項目は、(1)炎症性心筋細胞障害でのOrai1/3チャネルの役割を明らかにする、(2)炎症物質による血管内皮機能制御でのOrai1/3チャネルの関与を明らかにするの2点であった。(1)に関しては、AAによる心筋細胞上のOrai1/3チャネル活性化、心筋細胞死誘導を実証しようとしたが、単離心筋細胞を用いた細胞電気生理実験ではAAそのものの細胞膜透過性亢進作用が強く、そのためAA投与が非特異的陽イオンの流入を招き、Orai1/3チャネルを介したCa流入とそれ以外のものを分離することが困難で研究が予定していたものよりも進展しなかった。そこで、本年は主に(2)に重点を置き、研究を進めた。本年度の結果として、AA存在下でのOrai1/3チャネル活性化によるCa流入は、cAMP-responsive element binding proteinのリン酸化を介して血管内皮細胞増殖を引きおこすこと、さらに別のシグナルとしてAAによるOrai1/3チャネル活性化をかいしたCa流入は、eNOSを介したNO産生を促進することを明らかにした。特に後者のAAによるNO産生は、慢性心臓炎症下で部分的に陰性変力作用に関与すると考えられ、今後詳細に検討したい。AAによる心筋細胞上のOrai1/3チャネル活性化、心筋細胞死誘導を実証しようとしたが、単離心筋細胞を用いた細胞内Ca濃度をみる実験ではAAそのものの細胞膜透過性亢進作用が強く、そのためAA投与が非特異的陽イオンの流入を招き、Orai1/3チャネルを介したCa流入とそれ以外のものを分離することが困難であった。同様の理由からパッチクランプ法による細胞電気生理実験研究も予定していたものよりも遅れている。炎症は慢性心不全の基盤病態であるが、炎症の際に心筋細胞、心筋線維芽細胞や血管内皮細胞内で働いているシクグナルに関しては依然不明な点が多い。本研究における具体的研究項目は、(1)炎症性心筋細胞障害でのOrai1/3チャネルの役割を明らかにする、(2)炎症物質による血管内皮機能制御でのOrai1/3チャネルの関与を明らかにする、の2点であった。昨年は主に(2)に重点を置き、研究を進めた。

その結果として、AA存在下でのOrai1/3チャネル活性化によるCa流入は、cAMP-responsive element binding proteinのリン酸化を介して血管内皮細胞増殖を引きおこすこと、さらに別のシグナルとしてAAによるOrai1/3チャネル活性化をかいしたCa流入は、eNOSを介したNO産生を促進することを明らかにした。今年度はin vivo実験を主に行った。すなわち圧負荷ラットモデルをもちいて、心不全および心肥大発症の機序におけるOrai1/3チャネルの関与について検討した。Orai1/3チャネルの制御ファクターであるSTIMI1ヘテロ接合体ノックアウトマウス(STIM1 +/-)マウスに大動脈狭窄(TAC)による圧負荷をかけ評価した結果、STIM1 +/-マウスの心臓は、圧過負荷に対する適応応答が低下していることが示された。現在、この圧負荷心不全モデルにおけるOrai1/3チャネルの動態機能についてさらに検討を進めている。炎症は慢性心不全の基盤病態である。近年、アラキドン酸(AA)応答性CaチャネルとしてOrai3が同定され、炎症で誘発するイオンメカニズムの解析が可能となった。本研究は、炎症性心筋細胞障害でのOrai3チャネルの役割および炎症物質による血管内皮機能制御でのOrai3チャネルの関与を明らかにすることを目的とした。ノックアウトマウスを用いた動物実験と、細胞レベルでのCa流入実験によりOrai3シグナルは慢性心不全の病態に関与することが示され、さらに、そのメカニズムにAAおよび炎症制御物質である一酸化窒素(NO)が関わる可能性が示された。今後、心不全の新たな治療法につながる結果と考えられる。先に述べたアポトーシス、オートファジー検出方法、心筋線維芽細胞の培養技術の安定化を早期に確立し、炎症性心筋細胞障害モデルでの、アポトーシス、オートファジーとOrai3の関連をin vitroで解析する。Orai3遺伝子過剰発現やOrai3遺伝子ノックダウンの心筋細胞死にたいする効果を判定する。TRPV4に関しては、そのアラキドン酸による活性化や心臓での発現は確認済みであるため、Oraiと同様、過剰発現や遺伝子ノックダウンの心筋細胞死にたいする効果を判定する。上記内容を確認したのち、TRPV4活性化とOrai3活性化で誘導される細胞内シグナルの違いを明らかにする。さらに、心肥大後に心不全へと移行するモデルマウスをTACにより作製し、心不全への移行とOrai3遺伝子発現との関連、Orai3のsiRNAまたは、優勢抑制型変異体Orai3を遺伝子導入することにより、心不全の移行を防ぐことができるかどうかを検討する。さらにそれらと並行してOrai3遺伝子K.O.マウスを作製、同マウスでのTAC心筋障害の減弱についての検討したい。AAによる非特異的陽イオン心筋細胞内流入が顕著に表れないような実験条件を探索する。しかし、それでもうまくいかない場合は、TACによる圧負荷心不全モデルを用い、その心筋内でのOrai1/3チャネルの発現、OraiK.Oマウスとの比較を行い、心筋細胞Orai1/3チャネルと炎症のかかわりについて研究を進めたい。
ヒト化マウスを用いた同種移植における抗ドナー抗体産生制御法の開発

本研究では脱感作療法および慢性抗体関連型拒絶反応に対する新規治療法の開発を目的とし、ヒト化マウスで抗ドナーHLA抗体を産生する感作モデルの作製を行った。重度免疫不全マウス(NSG)にヒト末梢血単核球を投与後、放射線照射を施したHLA不一致のヒト末梢血単核球を投与し感作させた。そしてSingle beads assay法で抗HLA抗体が検出されるか解析したところ、抗ドナーHLA特異的抗体を産生しないマウスが作製された。この手法はレシピエントリンパ球のドナー抗原に対する寛容化を導いている可能性が示唆された。移植前にレシピエント血清中に抗ドナー特異的HLA抗体(DSA)が高度に存在する場合、移植後超急性拒絶反応をおこす可能性が高いため移植は禁忌とされている。また移植後に新規に産生されたDSAは治療困難な慢性抗体関連型拒絶反応を引き起こし、グラフト廃絶の最大の原因として深刻な問題となっている。本研究では脱感作療法および慢性抗体関連型拒絶反応に対する新規治療法の開発を目的とし、まず小動物モデルとして抗ドナーHLA抗体を産生するヒト化マウスの作製を行った。1Gyの全身放射線照射を施した重度免疫不全マウス(NSG)に、ヒト骨髄、末梢血および臍帯血由来CD34陽性幹細胞をそれぞれ投与した。投与経路は静脈内もしくは脾臓内注射で行い、投与後4週以降2週間隔でマウス末梢血を採取し、フローサイトメトリーでマウス末梢血中にヒトT細胞(CD3), B細胞(CD19),マクロファージ(CD14)が検出されるか解析した。その結果、ヒト末梢血由来CD34陽性細胞を投与した場合、マウス末梢血中にヒトT細胞、B細胞、マクロファージは検出しなかったが、骨髄および臍帯血由来CD34陽性細胞を投与した場合、投与後6週以降でマウス末梢血中にヒトCD19およびCD14陽性細胞が検出された。また静脈投与よりも脾臓内投与の方がより多くヒト細胞が検出可能であった。しかしヒトCD3陽性細胞は検出できず、さらなる投与方法の工夫が必要であると思われた。今後は胸腺キメラモデルでT細胞を含めたヒト免疫構築細胞を有するマウスの作製をめざし、そのマウスにHLAの異なる末梢血リンパ球を免疫することで、抗ドナーHLA抗体を有するヒト化マウスの完成を目指す。本研究では脱感作療法および慢性抗体関連型拒絶反応に対する新規治療法の開発を目的とし、まずヒト化マウスで抗ドナーHLA抗体を産生する感作モデルの作製を行った。重度免疫不全マウス(NSG)にヒト末梢血単核球を静脈内投与した翌日、放射線照射を施したHLA不一致のヒト末梢血単核球を腹腔内に投与し感作させた。腹腔内投与4週後にマウス血漿を採取し、Single beads assay法で抗HLA抗体が検出されるか解析した。その結果、腹腔内投与回数および細胞数の調整により抗HLA抗体が検出可能となったマウスを認めたがドナーHLA特異的抗体の検出には至らず、さらなる投与方法の工夫が必要であると思われた。今後は、レシピエント末梢血単核球をあらかじめ培養し活性化させた後にNSGマウスに投与することで抗HLA抗体の産生が促させるか検討し、最終的には抗ドナーHLA抗体を有するヒト化マウスの完成を目指す。抗HLA抗体を産生するマウスの作製過程で、末梢血単核球の投与量、投与方法、投与回数の条件設定に想定外の時間を要した。その結果、腹腔内投与回数および細胞数の調整により抗HLA抗体が検出可能となったマウスを認めたが、抗ドナーHLA特異的抗体を十分検出するには至らなかった。次にレシピエント末梢血単核球をあらかじめ放射線照射を施したドナーリンパ球と混合培養し活性化させた後にNSGマウスに投与することで抗HLA抗体の産生が促させるか検討したところ、前述の方法よりも効率の良く抗HLA抗体が検出されるようになったが、抗ドナーHLA特異的抗体は検出されなかった。

以上、これまで様々の手法により抗ドナーHLA特異的抗体を産生するヒト化マウスの作製を目指していたが、抗ドナーHLA特異的抗体を産生しないマウスが作製されたことより、これらの手法はレシピエントリンパ球のドナー抗原に対する寛容化を導いている可能性が示唆された。本研究では脱感作療法および慢性抗体関連型拒絶反応に対する新規治療法の開発を目的とし、ヒト化マウスで抗ドナーHLA抗体を産生する感作モデルの作製を行った。重度免疫不全マウス(NSG)にヒト末梢血単核球を投与後、放射線照射を施したHLA不一致のヒト末梢血単核球を投与し感作させた。そしてSingle beads assay法で抗HLA抗体が検出されるか解析したところ、抗ドナーHLA特異的抗体を産生しないマウスが作製された。この手法はレシピエントリンパ球のドナー抗原に対する寛容化を導いている可能性が示唆された。抗ドナーHLA抗体を産生するヒト化マウスの作製過程で、効率よくヒト免疫構築細胞を有するマウスを作製するための、ヒトCD34陽性幹細胞のソース(末梢血、骨髄、臍帯血)、投与量、投与方法(静脈内、脾臓内)の条件設定に想定外の時間を要した。これまでの実験結果より、抗HLA抗体を産生するマウスは作製可能となった。今後は効率の良い抗HLA抗体産生マウスモデルを確立するため、レシピエント末梢血単核球をBAFF, CD40L, IL-21, CpG-ODNなどで活性化させた後にNSGマウスに投与することで抗HLA抗体の産生が促させるか検討し、最終的には抗ドナーHLA抗体を有するヒト化マウスの完成を目指す。臓器移植これまでの実験結果より、ヒト臍帯血由来CD34陽性細胞を脾臓内に投与することで、ヒトCD19およびCD14陽性細胞を有するマウス作製は可能となった。今後は、まず胸腺キメラを作製した後にヒト臍帯血由来CD34陽性細胞を投与することで、ヒトCD3陽性細胞の再構築が可能となるか否か検証を行う。そしてヒト免疫構築細胞を有するマウスにHLAの異なる末梢血リンパ球を免疫することで、抗ドナーHLA抗体を有するヒト化マウスの完成を目指す。本研究の最終的な目標は脱感作療法および慢性抗体関連型拒絶反応に対する新規治療法の開発であり、本年度はまず小動物モデルとしての抗ドナーHLA抗体を産生するヒト化マウスの作製であった。次年度は抗ドナーHLA抗体を有するヒト化マウスを完成させ、そのマウスにRituximabとBortezomibを同時に投与することで免疫不全に陥ることなく脱感作が可能であるか検証する予定である。抗ドナーHLA抗体を有するヒト化マウスの作製のための重度免疫不全マウス(NSG)の購入、ヒト免疫構築細胞解析のためのフローサイトメトリー用の抗体購入、RituximabおよびBortezomibの購入、血清補体化測定のための試薬の購入。
ムハンマド・アリー占領下のシリアにおける支配機構の研究：その近代的性格をめぐって

本研究は、19世紀中東地域における近代化改革で名高いエジプト総督ムハンマド・アリーが1830年代にオスマン朝からシリアを軍事占領した際に、同地に新たに作りだした支配機構の構造を解明するものである。本研究ではエジプト国立公文書館に所蔵される膨大な文書史料を主に用いて、このシリア支配機構の構造を初めて詳らかにすると同時に、その機能の実態についても批判的に検討する。さらに、同時期の西洋世界やオスマン朝とも比較しながら、この支配機構がいかなる新規性を持ち、またどのような近代的性格を帯びていたかを考察することで、「19世紀の近代化」という大きな議論の中に、ムハンマド・アリー占領期のシリアを位置づける。
次世代高精度ミラー製作のための法線ベクトル追跡型高速ナノ精度形状測定法の開発

高精度ミラー・レンズをナノ精度で形状測定することが要請されている。平面から平均曲率半径25mm以下の非球面の形状を、測定精度1nm PV以上、測定時間10min/sample以下で測定できる法線ベクトル追跡型高速ナノ形状測定法を開発した。本装置によって、R=100,400mm,1000mm凹球面ミラーとR=46.818489 mm基準球、平面ミラー、非球面ミラーの形状を測定した。非球面ミラーの形状測定において、再現性0.37 nm(標準偏差)、1.60 nm PV(偏差値相当)を達成した。フィゾー干渉計による形状測定と比較すると、それぞれの系統誤差範囲内である±5nm PV以下で一致した。第三世代放射光施設やX線自由電子レーザー、波長13.5nmの極紫外光を用いたリソグラフィー、多くのデジタル映像機器からは、多種多様の形状を持つ高精度ミラー・レンズが要請されている。本研究の目的は、平面から平均曲率半径10mm以下の非球面の形状を、測定精度1nm PV以上、スロープエラー0.1μrad以下、測定時間5min/sample以下で測定できる法線ベクトル追跡型高速超精密形状測定法を開発することである。提案した形状計測法の原理は、レーザーの直進性を活用し、光源から出射されたレーザービームがミラーに反射されて、光源の位置にある検出器の中心に戻るように2軸2組のゴニオメータを制御して、ミラーの任意測定点(座標)の法線ベクトルを測定することから形状を求めるものである。本年度は、平成1922年度科学研究費基盤研究Aから引続き開発しているプロトタイプ機を完成した。試料系2軸のゴニオメータを搭載し、5軸同時制御のための制御システムを導入することによって、プロトタイプ超精密形状計測装置を完成した。そして、その装置の基本性能を評価し、設計運動精度を有することを明らかにした。また、測定点座標とその点での法線ベクトルから形状を導出するフーリエ級数最小自乗法のアルゴリズムに新規な手法を取り入れた。その結果、従来問題となっていた非周期成分による形状端のギプス現象を抑えるとともに、計算時間を大幅に短縮する画期的な形状導出プログラムの開発に成功した。さらに、本装置を用いてR=400mmの球面ミラーを形状測定したところ、測定再現性はPVlnm程度で、フィゾー干渉計による形状測定結果とは、PV10nm以下で一致した。形状の微細構造(短空間波長)が一致していることから、この形状測定結果の差は、それぞれの測定機の系統誤差に起因することが分かった。第三世代放射光施設やX線自由電子レーザー、波長13・5nmの極紫外光を用いたリソグラフィー、多くのデジタル映像機器からは、多種多様の形状を持つ高精度ミラー・レンズが要請されている。本研究の目的は、平面から平均曲率半径10mm以下の自由曲面の形状を、測定精度1nm PV以上、スロープエラー0.1μrad以下、測定時間5min/sample以下で測定できる法線ベクトル追跡型高速ナノ形状測定法を開発することである。提案した形状計測法の原理は、レーザーの直進性を活用し、光源から出射されたレーザービームがミラーに反射されて、光源の位置にある検出器(QPD)の中心に戻るように2軸2組のゴニオメータを制御して、ミラーの任意測定点(座標)の法線ベクトルを測定することから形状を求める。法線ベクトルの測定から形状を求めるため、従来の干渉法と異なり基準面を必要とせず、原理的に測定形状に制限がなく、自由曲面の絶対形状測定が可能になる。高速ナノ形状測定装置の精度を支配するロータリーエンコーダを産業技術総合研究所の国家標準器を用いて絶対校正した結果、各ロータリーエンコーダは、装置取付け時の偏心や負荷の影響を考慮しても校正の確からしさは±0.12μradであった。また、QPD上でレーザー光強度がガウス分布に近づく光学配置を波動光学シミュレーションに基づき設計し、平均曲率半径10mmから平面までの形状測定を可能にする光学ヘッドを新たに製作した。そして、校正したロータリーエンコーダと新規光学ヘッドを搭載した高速ナノ形状測定装置を完成した。そして、本装置によって、R=400mm, 1000m凹球面ミラーとR=50mm凸球面ミラー、平面ミラーの形状を測定した。R=400mm凹球面ミラーの測定結果は、再現性がPVlnm以上で、フィゾー干渉計による結果と、それぞれの誤差範囲内である5nmPV以下で一致した。一方、R=1000mm凹球面ミラーとR=50mm凸球面ミラー、平面ミラーの形状測定に関しては、再現性は、1nm PV以上に至っていない。5軸のすべての運動誤差と測定環境の安定性を検討する必要がある。