hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
半導体2重量子井戸構造の高密度励起によるリング状発光の制御とイメージ測定

本年度は・昨年度導入した光学測定用無冷媒型クライオスタットの改造を行い、極低温での発光と輸送の精密測定を行った。まず光リソグラフィーで作成したゲート付き試料をセラミックパッケージに配線し、パッケージごと冷却が可能な試料台の作成を行った。この場合、クライオスタットから着脱が可能であることと共に、強励起下においても冷却効率が十分にとれるようなデザインを採用し、振動の少ないパルスチューブ型の冷凍機を使用することで、低温でイメージング測定が行えるような設計にした。結果、無冷媒型で2.5Kの最低温を達成し、極低温下での発光及び輸送測定に十分なシステムを完成させた。次に試料の2重量子井戸構造の異なった試料におけるリーク電流の変化と、励起光の波長依存に関する実験を行った。本試料では、ゲート電圧の印加による発光の直接_間接遷移制御を行えるが、実際には量子構造により臨界電圧やリーク電流が大きく変わるため、リング状発光がより弱い励起で観測される条件を調べることはより低温での測定で重要になる。結果、バリア層が4nmの試料のみでリング状発光が観測され、構造が異なる試料では直性_間接遷移が観測されなかった。また励起波長依存性では、リング状発光は633nmの励起波長では強励起を行っても観測されなかったが、AlGaAsバリア層のバンドギャップ以上のエネルギーを持つ光で励起した場合には観測された。よってリング状発光が観測されるためには少なくとも、空間間接遷移型発光が起こるようなゲート電圧領域にあることと、顕著なリーク電流の増大と密接に関連があることが理解された。本年度は結果的に実空間発光測定を行うための装置改造に非常に時間がかかってしまったが、リングの生成が起こるために必要な条件を絞ることに成功した。本年度は、ケンブリッジ大学より提供してもらった試料を、こちらにあるフォトリソグラフィー装置などを用いて、本研究の目的であるリング状発光の観測に必要なデバイスに加工するための環境整備とノウハウを得ることに終始した。特にリーク電流の大小がリング形成のメカニズムに大きくかかわっていることが分かっているので、試料上面部と深部の2ヶ所のn領域のオーミックコンタクトの作成は非常に重要になってくるが、通常のオーミックコンタクトのアニーリング温度及び時間では上面部に作成したオーミックコンタクトが2重量子井戸を貫通してしまう場合が出てしまうため、その条件出しに非常に時間がかかってしまっている状況である。光学測定自体は、2次元イメージングを行うための光学測定用クライオスタットが導入されたところであり、来年度早々にヘリウム4温度でのイメージング測定を行う予定である。これにより様々な条件の試料におけるリング生成メカニズムの検証と正確な温度変化などの情報が得られ、より低温での実験の際の基礎データとなるものと思われる。発表及び講演に関しては、2005年度日本物理学会秋季大会(2005.9.19-9.22)における領域4,5の共同シンポジウム"半導体物性研究におけるイメージング計測の現状"にて招待講演を行い、現在までの研究の進捗具合と将来への展望及び問題点に関して報告することができた。来年度はリング生成が起こるために必要な構造及び詳細なパラメーターを決め、目標であるヘリウム3温度でのイメージング実験を行う予定である。
明治期生糸直輸出運動の研究-群馬県勢多郡黒保根村水沼「星野長太郎文書」を中心に-

明治期生糸直輸出運動の全国的指導者・星野長太郎は、その郷里(群馬県勢多郡黒保根村水沼)に万余に及ぶ厖大なる関連史料を残している。現在、後裔の杉崎静代氏が管理されているこの「星野長太郎文書」は、その重要性にもかかわらず、今以て多くが未整理の状態に置かれている。しかしながら筆者の検討によれば、これら史料は生糸直輸出運動の実態解明上、全国無比の史料敵価値を有するものと認められる。そこで筆者は、平成9・10両年度にわたり科学研究費補助金の交付を仰ぎつつ、当文書中の未整理史料の整理・複写の作業に努力している。平成10年度に於けるその実績の概要について示すならば、概ね次のようになるであろう。(1)前年度に引き続いて未整理史料の状況を把握。ダンボール箱40箱以上分、約1万5000点の未整理史料を確認。(2)次に未整理史料の虫干し、文書用ダンボールへの収納、防虫剤投与等、保存的措置を実施。(3)次に未整理史料の整理作業に従事、目録作成に必要な情報を封筒に記入して収納。(4)次に整理済み史料の複写・採訪の作業を実施、継続中。(5)上記作業に加えて国立国会図書館等、文献所蔵機関にて関連史料の採訪に従事、継続中。明治期生糸直輸出運動の全国的指導者・星野長太郎は、その郷里(群馬県勢多郡黒保根村水沼)に万余に及ぶ関連文書を残している。現在後裔の杉崎静代氏が管理されるこの史料・「星野長太郎文書」は、その重要性にもかかわらず、今以て多くが未整理状態に置かれている。しかしながら過去数年来の筆者の研究によれば、これら史料は生糸直輸出運動の実態解明上、全国無比の史料的価値を有するものと認められる。そこで筆者は、現在科学研究費補助金の交付を仰ぎつつ、当文書中の未整理史料の整理・複写の作業に鋭意努力している。平成9年度に於けるその実績の概要を示すならば、あらまし以下のようになるであろう。(1)最初に未整理史料の状況を把握。土蔵内故、全点数を正確に知ることは不可能なるも、ダンポール箱30箱以上、約1万点の未整理史料を確認。(2)次に未整理史料の虫干し、文書用ダンポールへの収納、防虫剤の投与等、保存的措置を実施。(3)次に未整理史料の整理作業に従事。目録作成に必要な情報を確認の上、保存用封筒に明記して収納。作業継続中。(4)年度後半から整理済み史料の複写作業も本格化、なお作業継続中。(5)上記の作業に加えて、国立国会図書館、横浜開港資料館等、文献所蔵機関にて関連資料の採訪に従事。以上明治期生糸直輸出運動の全国的指導者・星野長太郎は、その郷里(群馬県勢多郡黒保根村水沼)に万余に及ぶ厖大なる関連史料を残している。
う蝕治療における接着性接合界面の評価と窩底象牙質の形態変化

う蝕罹患象牙質に対するレジンの接着性能を評価する場合、う蝕罹患象牙質部の面積は非常に小さく、またその形態は様々であるため、比較的大きな被着面積を必要とする従来型の接着試験法では、評価することが困難であった。また、これらの接試験法では、ことも難しく、その報告はほとんど見当たらない。しかしながら、近年佐野らにより考案されたmicro tensile testにより、これらの条件下におけるレジンの象牙質接着性能の評価を行うことが可能となり、本研究でもこの試験法を用いて、う蝕罹患象牙質に対するレジンの接着性能、およびin vivo、in vitroにおける長期接着耐久性に対する評価を行った。その結果、う蝕象牙質に対する接着性能は、健全象牙質と比較して低いことが判明した。また、健全象牙質へのレジンの接着強さも経時的に低下する傾向が認められた。in vitroにおける歯質の脱灰-再石灰化に関する研究では、再石灰化反応が優勢となり、歯質の損失量(脱灰量)を補うことができれば、健全歯質に修復・治癒すると報告されている。したがって、部分的に脱灰しているう蝕罹患象牙質においても適切に処置を行えば、in vivoにおいて生理的再石灰化する可能性があることが示唆されているが、それに関する研究報告は少ない。本研究ではin vivoにおける象牙質の生理的再石灰化に関し、微小領域の元素分析が可能な高性能電子線マイクロアナライザー(EPMA)による修復物下の人工脱灰窩底部象牙質の元素分析および超微小硬さを測定することにより検討を加えた。3日後の試片では人工脱灰象牙質中にグラスアイオノマーセメントから徐放されたと思われるFが検出されたが、Ca, P, Mgはほとんど検出されなかった。360日後の試片においては、人工脱灰象牙質中のCa濃度は、3日後と比べ増加しているものの、散在している程度にすぎなかった。しかしながら、Mgは人工脱灰象牙質直下の健全象牙質と同程度の濃度をしめした。この結果から、脱灰象牙質の細菌感染は、生理的再石灰化反応を阻害し、生理的再石灰化にあたりCaよりMgの濃度上昇が先行することが示唆された。また、in vitroにおけるレジン-う蝕罹患象牙質の接合界面についても高性能電子線マイクロアナライザー(EPMA)を用いて観察を行った結果、接合界面には、コラーゲン線維の露出を意味すると思われるNのピークが健全象牙質及びう蝕罹患象牙質とも観察され、その厚さもう蝕罹患象牙質の方が厚かった。さらにMgについては、う蝕罹患象牙質の管間象牙質ではすでにう蝕の影響を受け、ほとんど検出されなかった。

近年市販されている、リン酸により歯質をエッチングした後、ウェットボンディングテクニックにより接着操作を行なう接着システムを用いて、う蝕罹患象牙質に対する接着性をマイクロテンサイルテストにより評価したところ、リン酸の濃度によりその接着性に差が生じることが判明した。すなわち、低濃度(10%)のリン酸の場合、う蝕罹患象牙質に対する接着強さは健全象牙質に対し有意に低下したのに対し、高濃度(32,35%)のリン酸を用いた場合、健全象牙質と同等の接着強さが得られた。また、その接着界面の走査電子顕微鏡による観察では、低濃度(10%)のリン酸の場合、う蝕罹患象牙質-レジン接着界面に形成された樹脂含浸層のなかの中央部においてレジンの浸透性が低下している象が観察されたのに対し、高濃度(32, 35%)のリン酸を用いた場合均一な樹脂含浸層が形成されているのが観察された。また、半導体シリコンへの光照射により、平面上の微小な測定点におけるpH測定が可能なpHイメージングセンサーを利用した光走査型化学顕微鏡を用いて、う蝕を有するヒト抜去歯のpH分布を測定したところ、歯の構造に一致したpH分布や、う蝕に関連したpH変化が観察された。さらに、慢性化したう蝕と急性う蝕との間に差があることが判明した。このpH分布の差は、脱灰象牙質の再石灰化と関係があると思われ、急性う蝕が慢性化する移行機序について有益な情報を与えてくれるものと期待している。セルフエッチングプライマーを用いた象牙質接着システムのう蝕罹患象牙質に対する接着強さを評価したところ、健全象牙質に比べ低い値を示した。その原因を明らかにするため、健全象牙質及びう蝕罹患象牙質のレジン接合界面について、電子線マイクロアナライザー(EPMA)を用いて元素分析(Ca、P、Mg, N)を行った。その結果、健全象牙質に比べ、う蝕罹患象牙質の接合界面では脱灰層の幅が厚いいことが判明した。また、接合界面には、コラーゲン線維の露出を意味すると思われるNのピークが健全象牙質及びう蝕罹患象牙質のとも観察され、その厚さもう蝕罹患象牙質の方が厚かった。さらにMgについては、う蝕罹患象牙質の管間象牙質ではすでにう蝕の影響を受け、ほとんど検出されなかったのに対し、健全象牙質では観察されないう蝕罹患象牙質細管内に沈着している無機成分ではMgがけんしゅつされた。う蝕罹患象牙質の管間象牙質の無機成分は、健全象牙質に比べ大きな結晶構造を示し、また結晶間の間隙も広いことが報告されている。これらのことが、う蝕罹患象牙質接合界面における脱灰層の幅に影響を与え、しいては脱灰層へのレジンの浸透に影響を与えるものと考えられる。細菌感染の有無により脱灰象牙質の生理的再石灰化反応が影響を受けるかどうかについて、サル歯牙を用いin vivoにおいて、グラスアイオノマーセメント充填してから3、90、360日後に窩底部人工脱灰象牙質の微小硬さ測定、および電子線マイクロアナライザー(EPMA>による元素分析(Ca、P、Mg、F)を行うことにより検討した。その結果、3日後の試片の硬さは、360日後に比べ低い値を示した。また、感染させた試片の硬さは、非感染群と比べて低い値を示した。EPMA分析の結果では3日後の試片では人工脱灰象牙質中にグラスアイオノマーセメントから徐放されたと思われるFが検出されたが、Ca, P, Mgはほとんど検出されなかった。360日後の試片においては、人工脱灰象牙質中のCa濃度は、3日後と比べ増加しているものの、散在している程度にすぎなかった。しかしながら、Mgは人工脱灰象牙質直下の健全象牙質と同程度の濃度をしめした。
親電子性環境物質の感知・応答センサーとリスク軽減因子

親電子性環境物質を細胞や動物に曝露すると、センサータンパク質であるPTP1BやKeap1の反応性システイン残基と共有結合を形成してEGFRおよびNrf2を活性化させることを明らかにした。得られた研究成果は,環境中にユビキタスに存在する親電子リガンドが生体内に侵入すると,これらは非意図的に内因性の親電子シグナル制御のホメオスタシスを撹乱し,化学量論的なシグナル応答を介して細胞応答、細胞増殖や細胞死等を誘発していることを示唆している。親電子物質は分子中に極性の偏りによる電子密度の低い部分を有しており、電子密度の高い生体内高分子の求核置換基(タンパク質のシステイン残基やDNAのグアニン残基等)と共有結合し、組織の壊死やがん化の原因となることが知られている。環境中にも親電子性を有するものは数多く見出されており、主に有害性の観点からヒトの健康との関係が懸念されている。したがって、親電子性環境物質の分子標的および解毒・排泄に係わる因子を明らかにすることは、当該物質のリスク軽減戦略を理解する上で重要である。本研究では、1)細胞内での作用点を知る目的で、親電子性環境物質の分子標的となる反応性システイン残基を有するタンパク質(感知・応答センサー)を同定し、それに起因するシグナル伝達の撹乱、2)親電子性環境物質に対するリスク軽減因子としてのKeap1/Nrf2システムの役割、3)親電子性環境物質の毒性発現に対するNrf2活性化剤の毒性軽減効果についてそれぞれ検討した。親電子性環境物質のモデルとして、ヒ素(東アジア地域での地下水汚染の原因物質)、メチル水銀(食物連鎖と生物濃縮を介して大型食用魚類に蓄積)および多環芳香族炭化水素キノン体(化石燃料の燃焼で大気中に存在)を使用した。本年度は親電子性環境物質の感知・応答センサーに関する研究を中心に行った。得られた結果を下記に示す。メチル水銀:アルギナーゼIは肝臓に存在する主要マンガン結合タンパク質である。メチル水銀をラットに曝露すると、肝臓中のアルギナーゼI活性は低下し、肝臓中マンガン含量は減少した。興味深いことに、両者の間には有意な相関関係があった。アルギナーゼIの精製酵素標品を用いた結果、メチル水銀はアルギナーゼIの反応性チオール基に共有結合して不溶化し、その結果、本タンパク質中からマンガンが遊離することが示唆された。同様な現象が肝臓中に存在する.39kDaタンパク質にも観察され、このものがソルビトール脱水素酵素(SDH)であることが同定された。多環芳香族炭化水素キノン体:大気中に含まれる9.10一フェナントラキノン(9,10-PQ)は細部内の2電子還元酵素であるAKR1Cに代謝され9,10-PQH2となり、両者は不均化反応することで活性酸素種の産生に係るセミキノンラジカル体に変換されることを見出した。さらに、9,10-PQH2はUGTによりモノグルクロン酸抱合体(PQHG)に変換され、細胞外に排泄されるが明らかとなった。PQHGは9,10-PQや9,10-PQH2と異なり、レドックス活性、細胞内ダンパク質の酸化修飾活性および細胞毒性を示さない解毒代謝物であることも明らかとなった。ヒ素:ヒ素の細胞毒性はその取り込みと排泄によって制御されている。水の輸送に重要なチャンネルであるアクアポリン9の発現を低下すると、ヒ素の細胞毒性は低下し、逆に本チャンネルを高発現すると細胞毒性は有意に上昇した。このことから、ヒ素の細胞毒性にはアクアポリン9を介したヒ素の細胞内取り込みが重要な役割を担っていることが示された。本年度は親電子性環境物質のリスク軽減因子に関する研究を中心に行った。メチル水銀:メチル水銀はグルタチオンのような求核置換基と共有結合して毒性が軽減される。一方、生体内にはCBSから産生される硫化水素ガスがメチル水銀と反応することが考えられた。実際に、メチル水銀をSH-SY5Y細胞に曝露して見られる細胞毒性は、硫化水素発生剤との同時曝露で軽減された。また、CBSを本細胞に高発現するとメチル水銀の細胞毒性は低下し、逆にCBSsiRNA処置により毒性は増強した。多環芳香族炭化水素キノン体:1,2-NQをマウス初代肝細胞に曝露すると、Keap1のSH基を化学修飾してNrf2は活性化された。また、Nrf2欠損により1,2-NQによる細胞内タンパク質の化学修飾および細胞毒性は顕著に増加したが、逆にKeap1欠損(結果的にNrf2の恒常的活性化)により1,2-NQによるタンパク質の化学修飾および細胞毒性は著しく抑制された。さらに、第2相異物代謝酵素群および第3相トランスポーターの阻害剤の前処置実験より、1,2-NQの細胞毒性に対してNrf2/Keap1システムが重要なリスク軽減因子として働いていることが示唆された。

ヒ素:ヒ素をHepG2細胞に曝露すると、持続的なNrf2活性化とそれに伴うHO-1の発現が観察される。一方、HO-1siRNA処置すると、ヒ素によるNrf2活性化は低下するだけでなく、ヒ素の細胞毒性も増強された。以上より、ヒ素によるNrf2活性化にはその下級遺伝子産物であるHO-1から産生される(おそらく)COによるポジティブフィードバック機構が関与していることが示唆された。本年度は親電子性環境物質のリスク軽減因子に関する研究を中心に行った。得られた結果を下記に示す。メチル水銀:植物由来のNrf2活性化剤であるブロッコリースプラウト成分スルフォラファンおよびワサビ成分6-HITC前処置によるメチル水銀曝露による細胞内水銀の蓄積および毒性の軽減効果をマウス初代肝細胞およびマウス個体で調べた。その結果、これらNrf2活性化剤の前処置によりメチル水銀曝露で生じる細胞内水銀量および細胞毒性は共に低下した。マウスにメチル水銀(5mg/kg/8days)経口投与時に観察される急性中毒症状と致死効果は、Nrf2欠損により顕著に上昇した。一方、スルフォラファンを野生型マウスに前処置すると、メチル水銀による急性中毒症状と致死効果は有意に抑制された。多環芳香族炭化水素キノン体:我々は大気中親電子物質として、1,2-ナフトキノン(1,2-NQ)だけでなく1,4-NQの存在を明らかにしている。そこで、1,4-NQを特異的に認識するポリクローナル抗体を作成した。すなわち、1,4-NQをヘモシアニンに共有結合させたハプテンをウサギに感作させた。感作6ヶ月目に1,4-NQを特異的に認識する抗体が作成できた。本抗体を用いたウエスタンブロット分析を行った結果、1,4-NQと共有結合する細胞内タンパク質が観察された。2,4,6-トリニトロトルエン(TNT):TNTをマウス初代肝細胞に曝露すると、濃度依存的な細胞死が観察された。同様な条件下において、明確なNrf2活性化は見られなかったが、Nrf2制御タンパク質であるHO-Iが誘導された。Nrf2の欠損によりTNT細胞毒性は顕著に増加したが、抗酸化タンパク質であるPrx1欠損では野生型と細胞毒性の差異は観察されなかった。我々の先行研究成果より、細胞内グルタチオン(GSH)が大気中親電子物質である1,2-ナフトキノン(1,2-NQ)と共有結合することで、1,2-NQによるタンパク質の親電子修飾を抑制している(事前処理)ことを見出している。今回は、GSHが1,2-NQにより修飾を受けた細胞内タンパク質の解除(事後処理)に係わるユニークな機能について検討した。1,2-NQをA549細胞に曝露すると、種々の細胞内タンパク質の親電子修飾が観察されたが、時間と共に1,2-NQによるタンパク質のS-アリール化は減少した。一方、GSHの枯渇剤であるBSOを処置すると、このような時間依存的なタンパク質のS-アリール化の減少は抑制され、逆に細胞内GSH濃度を上昇するNACを処置すると促進された。このことは、1,2-NQで修飾を受けた細胞内タンパク質のいくつかはGSH依存的に"S-トランスアリール化"する可能性を示唆している。BSO処置で1,2-NQによるS-アリール化が増加するタンパク質のプロテオミクス解析を行い、その一つが解糖系酵素GAPDHであることを同定した。ヒト
高温超伝導人口粒界接合の集積化に関する研究

高湿超伝導体をもちいたジョセフソン接合の作製には、傾角粒界を用いた方法が最も簡単な方法としてあげられる。傾角粒界の傾角を任意に設定する方法として二つの結晶を任意の傾角で張り合わせたバイクリスタル基板が利用されている。Siにおいてもバイクリスタル基板の作製が可能となり、良好な特性の人工粒界ジョセフソン接合が作製可能となった。しかしながら、バイクリスタル基板では基本的に接着面上にしか接合が作製できないため、大規模な集積化には不利である。そこで、集積化に有利な非晶質基板上に任意のエピタキシャル成長の可能なグラフォエピタキシャル技術やバイエピタキシャル技術をもちいた人工粒界接合の集積化に関する研究を行った。まず、グラフォエピタキシャル用の基板としてはSiウェハ上にSiO_2を成長した上に非晶質Siを成長させ、これを反応性イオンエッチング法によりグレーティング状に加工し表面を酸化させたものを利用した。この上に非晶質Siを堆積し様々な熱処理条件で処理を行い、エピタキシャル成長の確認をX線回折の極点分析法により行った。Siの融点に近い1200°Cまでの熱処理でSiの結晶化は確認されたが、面内配向については確認できなかった。また、グレーテイングの材料をSi_3N_4やSiO_2などに変更して面内配向について調べたが、期待するような内面配向は得られなかった。グラホエピタキシャル技術は、興味深い技術であるが、実用になるような報告が今までなされていないことやプロセス温度が高いことなどから半導体デバイスとの共存を考えた集積化には不向きであろう。次に、Si上のバッファ層の配向の違いとその上のY系超伝導薄膜のエピタキシャル関係について調べた。まず、Si(100)基板上に(100)配向でエピタキシャル成長したYSZ上にはSrTiO_3薄膜が(110)配向で成長し、この上にY系超伝導薄膜が(110)および(103)配向して成長することがわかった。また、Si(100)基板上にCeO_2やY_2O_3(110)配向でエピタキシャル成長し、この上には(100)配向したY系高温超伝導薄膜が成長し易いことが確認された。以上のY系高温超伝導薄膜では面内配向が単一配向ではないが、Siのオフセット基板を用いることにより制御できる可能性があり、バイエピタキシャル技術は集積化に有望な技術であるといえる。最後に研究の実施計画には含まれていないが有望な方法として、Siの異方性エッチングを用いて基板上にステップを形成しその上へステップエッジ接合の形成する方法が考えられる。この方法では、Siの(111)面のエッチング速度が(100)面に比較して遅いことを利用することで(100)面と(111)面とで構成される鋭いステップが形成可能であり、またSi上のSiO_2をマスクにする事によって任意の場所にステップが形成可能であることから、ジョセフソン接合の集積化に有望な方法といえる。現在、異方性エッチングによるSi上へのステップの形成とその上へのステップエッジ接合の形成に関する実験を準備中である。

以上のY系高温超伝導薄膜では面内配向が単一配向ではないが、Siのオフセット基板を用いることにより制御できる可能性があり、バイエピタキシャル技術は集積化に有望な技術であるといえる。最後に研究の実施計画には含まれていないが有望な方法として、Siの異方性エッチングを用いて基板上にステップを形成しその上へステップエッジ接合の形成する方法が考えられる。この方法では、Siの(111)面のエッチング速度が(100)面に比較して遅いことを利用することで(100)面と(111)面とで構成される鋭いステップが形成可能であり、またSi上のSiO_2をマスクにする事によって任意の場所にステップが形成可能であることから、ジョセフソン接合の集積化に有望な方法といえる。現在、異方性エッチングによるSi上へのステップの形成とその上へのステップエッジ接合の形成に関する実験を準備中である。
フッ素化合物を認識する人工レセプターの合成と応用

環境負荷物質として懸念されているフッ素化合物・パーフルオロオクタン酸(PFOA)を認識する人工レセプター高分子を、モレキュラーインプリンティング法により合成した。合成には、フッ素原子を含有するモノマー及び架橋剤が有用であることがわかった。同高分子は高速液体クロマトグラフィーの固定相として、また、反射型干渉分光センサーの分子認識素子として有用であることが示唆された。環境中や生体内への蓄積が懸念されている含フッ素界面活性剤パーフルオロオクタン酸(PFOA)を選択的に捕捉する分子認識材料を合成することを目的として、モレキュラーインプリンティング法による高分子合成を行うとともに、使用するモノマーおよび架橋剤について検討を行った。PFOAのパーフルオロオクチル基とカルボキシル基をそれぞれフッ素化合物間相互作用および水素結合で認識することを想定し、含フッ素モノマーであるトリフルオロメチルアクリル酸、および水素結合形成性のモノマーであるメタクリル酸などについて、比較検討を行った。また、架橋剤についても、ジメタクリル酸エチレングリコールや、リンカー部にフッ素をもつジメタクリル酸2,2,3,3,4,4,-ヘキサフルオロペンタン-1,5-ジイルなどを比較検討した。なお、高分子の評価は、得られた高分子を粒子状に粉砕し、液体クロマトグラフィー用カラムに充填してPFOAなどの保持を計測する方法により行った。その結果、モノマーの架橋剤の両方がフッ素を含む場合に、最も長くPFOAが保持され、溶離液にメタノール-水混合液(1:1,v/v,0.02%TFA)を用いた際の保持係数は約9であった。溶離液の水の比率を上げるにつれて保持が増大したことからフッ素化合物間相互作用の寄与が示唆され、また、PFOAがイオン型をとるpH領域では保持が劇的に減少したことから水素結合の寄与が示唆された。PFOAの構造類似化合物の保持を調べることにより選択性の評価を行ったところ、フッ素をもたないオクタン酸やフッ化炭素基が短いパーフルオロヘプタン酸などの保持は有為に小さく、モレキュラーインプリント高分子がPFOAに対して選択的保持能を有することが示唆された。環境中や生体内への蓄積が懸念されている含フッ素界面活性剤パーフルオロオクタン酸(PFOA)を検出するセンサーを構築することを目的として研究を行った。PFOAを選択的に捕捉する分子認識素子として、昨年までに検討済みのモレキュラーインプリント高分子を用い、検出デバイスには反射型干渉分光測定装置(RIfS)を用いてPFOAの検出について検討を行った。RIfSは基板表面に固定化した高分子膜の光学膜厚を計測することができる装置である。モレキュラーインプリント高分子は、標的分子との結合に応じて膨潤もしくは収縮することが知られているので、この変化を観測することで標的分子の定量を行うというのが本センサーの原理である。モレキュラーインプリント高分子の合成においては、昨年度検討を行ったトリフルオロメチルアクリル酸(PFOAのカルボキシ基を認識するためのモノマー)とジメタクリル酸2,2,3,3,4,4,-ヘキサフルオロペンタン-1,5-ジイル(架橋剤)を用いる系に加えて、4-ビニルピリジン(カルボキシ基を認識するためのモノマー)とアクリル酸ペンタデカフルオロオクチル(フッ化炭素を認識するためのモノマー)を用いる系などについて検討を行った。チッ化ケイ素基板表面をアミノ基修飾し、さらにアクリル酸クロリドとの反応によってビニル基を導入した後、上記共重合高分子で被覆した。このモレキュラーインプリント高分子修飾基板を用いて、PFOAの検出を行ったところ、いずれの基板においてもPFOAに対して応答を確認することができた。しかし、検出可能な濃度はmMレンジであり、高分子の膨潤・収縮特性の改善及びコンポジット化など、さらなる高感度化が必要と考えられる。PFOAを選択的に捕捉する分子認識素子には、モレキュラーインプリント高分子を用いた。モレキュラーインプリント高分子は、含フッ素モノマー(アクリル酸ペンタデカフルオロオクチルなど)、アクリル酸、N-イソプロピルアクリルアミド(NIPAM)などを用いて合成し、標的分子PFOAに対する結合能と、結合に応じて収縮する性質をもたせた。この挙動は、静止画像の比較によって確認するとともに、モレキュラーインプリント高分子のナノコンポジット化を図り、分光学的手法によって検出することもあわせて検討した。PFOAインプリント高分子の重合は直径5mmのガラスチューブ内で行い、得られた高分子ロッドを切断してディスク状とし、十分な洗浄後、溶媒、温度、分析対象等に対する変化を観測した。その結果、メタノール中において直径が合成時の約160%に膨潤し、PFOAの添加量に応じて、最大約20%の直径の減少が見られた。

また、直径約5nmのメルカプトウンデカン酸修飾金ナノ粒子を重合系に加えて合成したモレキュラーインプリントナノコンポジットを用いて、分光光度計においてPFOAに対する応答を確認したところ、プラズモン吸収帯のレッドシフトが確認され、本ナノコンポジットはPFOAオプティカルセンサーのプローブ素子として使用できる可能性が示唆された。比較のため、含フッ素モノマーを使用せずに合成した高分子について同様の試験を行ったところ、メタノール中ではほとんど膨潤および収縮挙動を示さなかった。詳細な役割については未検討であるが、前述のPFOA応答性には、含フッ素モノマーを使用することによって獲得されたオルガノゲルとしての性質が寄与しているものと考えられる。
伝達物質とオータコイドの薬物受容体機構に関する研究

本研究は用量反応曲線と受容体結合,受容体のサブタイプの分類,脱感作用,病態動物における受容体の機能について得られた成果を報告する。1.ACh受容体の研究:モルモット回腸の電気刺激によるAch量をラジオイムノアッセイ法により測定し、神経側にAChの【M_1】受容体を示唆した(川島)。血管平滑筋以外に虹彩平滑筋にもAChによる弛緩物質の遊離作用を明らかにした(渡辺),薬物-受容体結合様式からefficacyと受容体量により薬物の活性の相違(高柳),モルモット心蔵における【M_2】-ムスカリン受容体にはアゴニストに対する3種の結合部位の推定(吉田),各種平滑筋におけるコリンエステルの活性と外液カルシウム依存性の相違を(五味),平滑筋単細胞を用いてAChの脱感作用から受容体の変化よりは【Ca^(++)】流入の閾値の変動として解析した(内田)。糖尿病態マウスのAChとSuccinylcholineの感受性の増大は受容体機構の変化によることを推定した(木村)。2.血管平滑筋における受容体の作用機構:微少電極を用いてカテコルアミンの抑制作用はα及びβ受容体を介して【K^+】の透過性の増大によること(富田),ヒスタミンの冠動脈の弛緩作用はサルでは【H_1】と【H_2】により,ヒトでは【H_2】受容体を介すること(戸田),ウサギ脳底動脈におけるプリン受容体を介する拡張作用は【A_1】タイプであることを示した(石田)。実験的糖尿病ラットの血管におけるアドレナリンの感受性の増大は内皮細胞由来弛緩因子が一因であることを明らかにした(粕谷)。3.オータコイドの受容体機構:モルモット肺動脈におけるオータコイドの作用を検討しヒスタミンの【H_1】は興奮作用,【H_2】は抑制作用を示すこと(栗山),モルモット胆のうのコレシストキニン受容体の機能を(久保田),培養鶏胚脊髄を用いてGABA受容体と【CL^-】チャネルの活性化による腹電位の変化を示唆した(福田)。
高解像度４ウェイカップリングモデルによるシートフロー粒子流の内部構造の検討

粒子流を対象にしたLarge Eddy Simulationの枠組みを構築し、数値漂砂水理学的観点から、シートフロー漂砂の内部構造を検討することを試みた。粒子運動は、粒子スケール以下の解像度で求解した乱流場による流体力と個別要素法より模擬した粒子間相互作用力を駆動力として追跡した。数値シミュレーションの妥当性を水理実験結果との比較から確認した後、シートフロー層の応力構造について計算力学的観点から示した。シートフロー状の土砂輸送モードでは、大量の土砂が層状に高速/高濃度で輸送されるため、海浜変形に対して大きく寄与する。また、高速/高濃度の複雑な土砂輸送形態であるため、実験計測が困難であり、また数値シミュレーションの実施も難しく十分な内部構造の理解には至っていない。本研究では、シートフロー層の内部構造を粒子スケール以下の微視的視点から詳細に検討するために、実験および数値シミュレーションの実施を計画している。実験では、個々の粒子運動を詳細に捉えるためにハイスピードカメラによって撮影したシートフロー状粒子流の画像解析する予定である。また、数値シミュレーションでは、粒子運動は個別要素法を用いてラグランジュ的に追跡し、流れ場は粒子スケール以下の計算格子を用いて計算し、計算負荷は高いが、流体/粒子間及び粒子/粒子間の相互作用を考慮した4wayカップリング型の数値シミュレーションを実施する予定である。このうち、平成25年度は、申請者がこれまでに開発してきたシートフロー粒子流シミュレーションのための固液混相乱流モデルで採用してきた乱流応力評価モデルの改良を実施した。具体的にはスマゴリンスキーモデルからダイナミックスマゴリンスキーモデルへ改良し、改良後の固液混相乱流モデルの再現性について、単一球形粒子に作用する流体力(粒子レイノルズ数と抗力係数の関係)の観点から既往の研究結果と比較し確認した。また、平成26年度以降の研究で計画している水理実験にて使用予定の既設の実験装置の駆動部(プロペラ式の駆動システム)とアクリル板の接合部を整備し、振動流中でのシートフロー粒子流の水理実験に備えた。また、当初の予定通り、粒子追跡のために必要なハイスピードカメラと人工粒子を購入した。砕波帯付近ではシートフロー状の土砂輸送モードによる活発な粒子運動が発生し、海浜過程に顕著な影響を及ぼす。シートフロー状の土砂輸送モードでは、高濃度の粒子流が高速で流動しているため、実験計測が難しくその内部構造の理解はこれまで十分に明らかにされていない。本研究では、シートフロー粒子流の内部構造を詳細に検討するため、粒子流のLESを実施し、得られる数値情報に基づいて抵抗則を提案することを最終目的としている。平成25年度は、申請者が開発してきた固液混相乱流モデルの粒子流コードの局所的乱流構造の再現に対する改良を目的に、ダイナミックスマゴリンスキーモデルを組み込んだ。また、改良モデルの妥当性を既存の実験結果との比較から確認するとともに、シートフロー粒子流を対象とした数値シミュレーションを実施した。平成26年度は、改良した固液混相乱流モデルによる数値シミュレーションコードのシートフロー漂砂に対する再現性を検証するための、実験データを収集した。具体的には、振動流装置を用いたシートフロー粒子流の実験を実施して、実験画像をPIV解析から粒子運動の平均速度および変動速度を抽出した。そして、シートフロー層の内部構造の位相変化について、粒子並進運動に伴う応力や粒子変動エネルギーの観点から検討した。実験データは、次年度以降の研究で計画している改良モデルによるシートフロー漂砂のシミュレーションの再現性を検証するための基礎情報となるが、統計的に信頼できるデータを抽出するには多くの実験結果が必要であるため、実験と画像解析を引き続き実施する予定である。シートフロー漂砂の内部構造の理解を目的として,粒子スケールの数値シミュレーションを実施するとともに,その再現性を確認するため水理実験を実施する.具体的に数値シミュレーションでは,個別要素法(DEM)による粒子運動解析と,粒子周りの乱流構造を粒子スケールよりも細かい解像度で捉えることが可能なLarge Eddy Simulation(LES)をカップリングしたLES-DEMによる固液混相乱流モデルを用いる.また,LES-DEMの再現性を確認するため,人工粒子を用いた移動床でのシートフロー状の粒子流を対象に水理実験を実施し,高速度ビデオカメラによる撮影によって得られる画像のPIV解析から,シートフロー層の粒子群挙動について高さ方向の平均移動速度および平均変動速度の分布を計測する.粒子群の運動に関して,数値シミュレーションの実験に対する再現性が確認できた後,実験計測し難いシートフロー層の内部構造について計算力学的観点からアプローチし,応力構造について検討することを目的とする.平成25年度は,Standard Smagorinsky Model (SSM)に代わりDynamic Smagorinsky Model (DSM)を申請者らがこれまでに開発してきた固液混相乱流モデル(LES-DEM)に取り入れ,局所的な乱流構造の再現に対する改良を図った.また,既往実験結果との比較よりその妥当性について定性的な観点から検討した.平成26年度は,改良した固液混相乱流モデルの妥当性を定量的に検討するため水理実験の実施し,粒子流動層の内部構造について考察した.統計的に信頼できる実験データを抽出するため,平成27年度は継続して水理実験を実施し,PIV解析から得られた粒子群の平均移動速度の鉛直分布とのLES-DEMの定量比較からDEMの計算に必要となるモデルパラメータを設定した.理由:水理実験を実施した後,撮影した画像のPIV解析より振動流中の多数粒子の移動速度や変動速度の抽出には時間を要すること,また,統計的に信頼できる実験結果を得るには多数の試行回数が必要である.

平成26年度に水理実験は開始しているが,十分な試行回数の実験を実施できなかったため,当初の研究計画に沿って平成27年度も継続して水理実験を実施し,数値シミュレーション結果との比較するための基本データとなる鉛直方向の平均移動速度分布と平均変動速度分布を抽出した.また,LES-DEMによる固液混相乱流シミュレーションを実施し,DEMの計算に必要となるモデル定数のチューニングを行った.これまで,半周期平均漂砂量に関する漂砂量式との比較によって,平均的な粒子挙動の観点からDEMのモデル定数のチューニングを実施してきたが,本研究では,粒子群の平均移動速度,平均変動速度の鉛直分布の観点からチューニングを実施した.数値シミュレーションは実験結果を概ね良好に再現したことから,当初の計画どおり研究を進めていると言える.シートフロー漂砂は高速・高濃度の粒子流であり,また,粒子間の衝突が支配的な流体・粒子間の強い非線形相互作用を伴った固液混相乱流であるため,その内部構造の計測は極めて困難である.このような背景から,粒子流を対象にしたLarge Eddy Simulation (粒子流LES)によって,シートフロー漂砂の内部構造を検討した.粒子流LESでの粒子運動は,粒子スケール以下の解像度で求解した乱流場による流体力とDistinct Element Method(DEM)より模擬した粒子間相互作用力を駆動力として追跡される.粒子流LESの妥当性については,既往の実験結果を参照した半周期漂砂量による位相平均的な観点からの検討に加えて,振動流下シートフロー漂砂を対象に水理実験を実施して粒子運動の位相特性についても検討した.具体的には,実験画像のPIV解析によって得られる代表位相での移動床粒子の平均速度および変動速度を粒子流LESの結果と比較して,シミュレーションの妥当性を確認した.その後,実験計測が困難であるシートフロー層の内部の応力構造を計算力学的観点から考察を進めた.その結果,流速の向きが変わる最大の加速および減速位相では粒子運動が僅かであり,移動床表層では動的応力と乱流応力が混在した応力状態であること,また,シートフロー層が発達する加速位相では粒子運動による動的応力が支配的になり,減速位相に入るとせん断応力によって粒子移動層は加速されず,準定常状態に遷移することが考察された.粒子衝突による分散応力は粒径に依存するため,今後,粒子径を変えた実験およびシミュレーションの実施の必要がある.本研究での成果は特定の粒子材料を対象とした実験とシミュレーションに限定してはいるものの,シートフロー層内部構造の理解や流動則に対する高解像数値シミュレーションの一定の役割を示せたと考える.粒子流を対象にしたLarge Eddy Simulationの枠組みを構築し、数値漂砂水理学的観点から、シートフロー漂砂の内部構造を検討することを試みた。粒子運動は、粒子スケール以下の解像度で求解した乱流場による流体力と個別要素法より模擬した粒子間相互作用力を駆動力として追跡した。
学校における心理学的集団健康教育(攻撃性低減への教育プログラムの作成と実施)

今年度の研究においては、次のようにまとめられる研究実績が得られた。(1)プログラムの全体実施とその教育効果の検討昨年度に作成された攻撃性低減への教育プログラムを全面実施し、その教育効果を検討した。小学校5年生2クラスを教育クラス、さらに2クラスを統制クラスとして、約3ヶ月にわたり、4つのフレームと合計10のモジュールからなるプログラムを実施し、約2か月後のフォローアップ評価を含めて教育効果を検討した。その結果、攻撃性の低減効果が統計的に有意に確認され、プログラムの有効性が確認された。(2)プログラム短縮版の作成とその教育効果の検討上述の攻撃性低減プログラムの全面実施は、学校では1学期間、週2時間ほどの時間を投入することになる。最大効果を発揮するためにはこの規模で実施することが望ましいが、学校教員が最初からこの規模で実施することは困難をきわめるので、各モジュールを約3分の1に短縮した1か月ほどで終了するプログラム短縮版を作成し、同様に教育効果を検討した。その結果は、プログラムの全面実施時ほどではないにしても、教育効果が確認され、現場ではこの短縮版をもって教育を開始できることが示唆された。(3)教育課程におけるプログラムの位置づけの検討この種のプログラムは、保健、道徳、特別活動の時間を利用して実施可能であるが、プログラムの規模の大きさから言って、このプログラムを実施するための専用の時間設定が望まれる。そこで、2002年から全面実施される「総合的な学習の時間」にこのプログラムが適用可能かどうかを最終的に考察した。総合的学習は、「生きる力」の知的側面の教育であるが、この教育には、自律性の高まりが必須であり、その高まりには自主的で体験的な学習だけでは不十分で、本プログラムのように子どもの心的特性を細部にわたって健全なものにする直接的な教育が必要であることが明らかになり、今後の総合的な学習の時間におけるこの種の教育プログラムの展開が期待される。(1)プログラム開発のための研究資料の入手と整理教育プログラムを開発するために、攻撃性の発達と顕在化過程について実証的研究資料を得ることができた。この資料により、攻撃性を低減させるための目標が階層的に構成された。次に、その目標を達成するための方法論を構築するために、心理学と保健学の分野で、基礎・治療理論に関する資料を集め、心理学においては、条件づけと強化理論、社会的認知理論、認知行動療法など、保健学では、ヘルス・ビリーフ・モデルやプリシード・プロシードモデルなどから、多様な理論的基盤を得ることができた。(2)プログラムの作成プログラムの方法を、4つのフレームと10のモジュールで構成した。まずフレーム1(グループ・ワーク)としては、小グループ活動とロール・プレイのモジュールを攻撃性と拮抗するソーシャル・スキルの達成のために設定し、フレーム2(省察ワーク)では、児童自身による省察とそれに対するコメント指導モジュール、強化モジュール、リラクセーションモジュールを、悪意意図帰属の改善を主たる目的として設定した。さらにフレーム3(リレーション・説明ワーク)においては、プログラムの開始時に、動機づけを高めるための、エクササイズ活動と知識の伝達のモジュールと望ましいスキルの達成を促す掲示用プロンプトのモジュール、そして、フレーム4(情報ワーク)には、親への連絡指導のモジュールが設定された。(3)プログラムの評価方法の確立と実践プログラムに必要な尺度の作成に続き、プログラムのうち、もっとも大きなモジュールとなる小グループ活動、ロール・プレイングを中心に小学校高学年にプログラムを予備的に実施し、統制クラスとの比較から、プログラム効果とその修正点を明らかにした。これより、来年度、全プログラムを全面実施し、その効果を検討する準備ができた。
韻律構造と有標性：音韻獲得と障害データに基づいて

本研究では、読み障害のスクリーニングおよび診断に役立つ基礎資料を提供することを目的として、健常児における音韻知識および音韻意識の様相を、フット、音節、モーラといった超分節レベルに焦点を当てながら検証した。特に、健常児およびダウン症、ディスレクシア児の特殊モーラの音韻分解課題の結果をみる限り、音韻構造上の自立性の高い要素ほど正答率が高く、逆に、自立性が高くない要素については正答率が低く、聞こえ度に基づく音節のほうがモーラに先行して獲得されることが示唆される結果となった。本研究では、音韻理論の最新成果を踏まえながら、健常児における音韻知識および音韻意識の様相を、特に超分節レベルに焦点を当てながら、障害児の音韻発達データと比較分析する。このような健常児と障害児のデータを比較分析することで、読み障害のスクリーニング・診断に役立つ基礎資料を提供するとともに、音韻理論の妥当性を英語と日本語の音韻発達データを使って検証していくことを目的とする。従来、日本語の韻律研究は、自立モーラと特殊モーラ(撥音/N/、促音/Q/、長母音の第2要素/R/、二重母音の第2要素/J/)間で観察される違いに焦点を当てていたが、近年では、特殊モーラ間にみられる差異に目を向けつつある(田中2008、那須2009など)。とりわけ、特殊モーラの特性を捉える上で聞こえ度による基準と音韻構造上の自立性に基づいた基準のどちらが妥当であるかという点においては議論が分かれている。小学生対象に行なった逆唱実験のエラーを分析し、音韻発達上、聞こえ度と構造上の自立性のどちらがより影響を及ぼしているのかについて検証した。被験者は小学生58名(小1 27名、小6 31名)で、使用した課題語は第3モーラの位置に特殊モーラを含む4モーラ無意味語であった(例:pokoJta, pokoRta, pokoNta, pokoQta)。逆唱実験の結果、第1、第2モーラの結びつきの強さを示すエラーは/R/と/Q/を含む課題語に顕著に現れ、第2、第3モーラの結びつきの強さを示すエラーは/J/と/N/を含む語であった。この傾向を説明する上で、聞こえ度は直接関与していないことが窺える。逆に、音韻構造の観点からみてみると、自立性の高い/J/と/N/は音節レベルのつながりの影響を受ける傾向が強いのに対し、自立性が低く、他の要素と枝分かれ構造を成している/R/や/Q/はそのような音節の影響は受けていないことが示唆される。本研究では、音韻理論の最新成果を踏まえつつ、音韻獲得における音韻知識および音韻意識に対する理解を深めるとともに、理論の妥当性について検証していくことを目的としている。日本語の韻律構造の本質に迫るべく、従来研究の主軸に据えていた音韻発達データに加え、話しことばのリズムにも目を向け、語呂の良さとポーズの関係を最適性理論の枠組みで分析した。その結果、英語の韻文パターンを説明する上で必要となるAvoid Lapse, Parallelism, Fill, Long-Last, Salientといった制約群が日本語における語呂の良さと間の関係を捉える上でも有用であり、普遍性の高い制約として、ことばのリズムに関するメカニズムを捉える上で重要な役割を果たすことが示唆される結果が得られた。音韻発達と韻律構造の関係を明らかにするとともに、新しいデータ・ソースとして日本語および英語のセンテンス・リズムにも焦点を当て、一定の見解を示すことができたという点において、おおむね順調に進展しているといえる。今年度は、音韻理論の最新の考え方をどのようにデータに適用していくかという点についての知見を得るため、米国インディアナ大学のProfessor Kitagawaをお招きし、日本語の連濁現象についての講演を行なっていただいた。また、音韻意識の理解を深める目的として開発していた発音教材システムの実装も行なった。音韻意識を促すためのシステム実装が最終段階で当初予定していたよりも調整に時間を要することとなったため。日本語の韻律構造の本質に迫るべく、従来研究の主軸に据えていた音韻発達データに加え、ディスレクシア児における韻律構造の習得過程なども参考としながら、音節やモーラの獲得プロセスと読み書き能力の関係にも着目した。その結果、表記については個人差が認められるものの、モーラと音節の習得については、一定のパターンが観察され、音節数とモーラ数の不一致が、特殊モーラの習得を困難にしている要因の1つとして大きな影響力をもつことが示唆される結果が得られた。また、本研究では、小学校における英語必須化の動きを受け、母語習得のメカニズムを理解するうえで重要な役割を果たしている有標性理論が、外国語としての英語学習においても重要であるという視点から、有標性の基本概念を活用した英語学習の手助けとなるような音声視覚化システムの開発にも関与した。

特に、健常児およびダウン症、ディスレクシア児の特殊モーラの音韻分解課題の結果をみる限り、音韻構造上の自立性の高い要素ほど正答率が高く、逆に、自立性が高くない要素については正答率が低く、聞こえ度に基づく音節のほうがモーラに先行して獲得されることが示唆される結果となった。アクセントに関する分析が必ずしも十分ではないものの、当初の計画通り、健常児のデータを検証し、音韻発達と韻律構造、とりわけ音節とフットとの関係を明らかにし、一定の見解を示すことができたという点において順調に進展しているといえる。これまでは主に自立モーラや特殊モーラのレベルで音韻データと韻律構造の関係を捉えていたが、今後は、より大きなかたまり(例えばセンテンス・れべる)における音韻知識とはどういったものなのかについて検証をしていく。これまでの成果を出版物としてまとめる予定でいる。音韻論今後はアクセントパターンにも目を向け、アクセントの違いが音韻操作能力にどのような影響を及ぼすのかという点について検証をすることで、音韻発達に関する新しい知見が得られることが期待される。学内業務の優先度が高く、当初参加予定であった国際学会への参加を断念せざるを得なかったから。発音教材の実装最終段階において調整が必要となり、当初想定していたよりも時間がかかったため。海外からの研究者招聘予定成果発表物刊行予定
3テスラ磁気共鳴装置を用いた心臓タギング撮像の自動解析システムの開発

急性心筋梗塞症例慢性期に3テスラMRI心臓撮像を行った症例を対象とした。HARP (Harmonic phase)法を基礎とするプログラミングを行い、ゆがみの指標であるStrainを解析して算出した。計算アーチファクトが多くなることを防止するためにGabor Filterフィルタを開発した。すべての症例で心周期の最後までタグが持続することを確認し、心周期のすべてにおけるRadial Strainの解析が可能であり、視覚的評価では認識できない壁運動の異常が明らかになった。平成19年度においては、3T MRI装置を用いたタギング法併用シネMR撮像の初期的な経験とHARP法に基づいた解析プログラムの試験的運用に成功した。具体的にはタギング法は格子状のタグであるいわゆるSPAMM法のシネMR撮像を、臨床的に壁運動評価が必要であった安定した陳旧性心筋梗塞症例で行い、左室の心基部から心尖部までの情報を得た。この情報には心収縮期のすべての時相におけるタグの方法が含まれており、これは高磁場MRI装置でなければ得られない情報であり、これにより左室のすべての領域のすべての時相のタグ情報が得られた。この画像を用いて視覚的壁運動評価のみでなく定量的な収縮期壁肥厚率評価も行い、かつ、データをオフラインで別のワークステーションに転送してタグの解析に用いた。大阪大学とセキュリティの保たれた方法でプログラムのやり取りを行い、HARP法に甚づいた収縮の指標であるストレイン解析を行った。これは歪みの指標であり、壁運動の詳細な情報が含まれている。このうち中心軸方向のストレインであるラジアルストレインを心収縮のすべての時相で算出するごとに成功し、研究者らによって学会(日本磁気共鳴医学会など)や雑誌(日独医報など)で発表して大きな反響が得られた。今後は撮像では時間分解能と空間分解能の向上、タグ解析方法の簡素化と自動化が必要であり、研究者らによってプログラムの開発を継続する。急性心筋梗塞症例のうち、急性期に心機能および心筋生存能の精査目的に1.5テスラMRI心臓撮像を行い、かつ、慢性期に心機能および心筋生存能の精査目的に3テスラMRI心臓撮像を行った症例を対象とした。3テスラMRI装置は、GE Healthcare製の3テスラMRI装置であるSigna EXCITE HD3.OTを用いた。コイルは心臓用8チャンネルコイルを用いた。撮像は心臓領域のチューニング、左心室の位置決めの後、シネモードMRI撮像、タギング法シネMRI撮像、引き続いて症例によっては心筋血流撮像を行い、最後に後期造影撮像を行った。MRI DICOMデータをオンラインの一般的な画像解析ワークステーションへ転送し、その後オフラインでPCワークステーションに転送して、HARP (Harmonic phase)法を基礎とするプログラミングを行い、ゆがみの指標であるStrainを解析して算出した。この際、計算アーチファクトが多くなることを防止するためにGabor Filterフィルタを開発した。3テスラMRI装置で撮像したすべての症例で心周期の最後までタグが持続することを確認した。Gabor Filterを用いたHARP法解析により、心周期のすべてにおけるRadial Strainの解析が可能であり、視覚的評価では認識できない壁運動の異常が明らかになった。研究者らの解析結果は心周期のすべてに渡ってRadial Strainを算出してグラフ化する手法であり、これは世界発の画期的な成果である。