hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心拍変動解析法を用いた交代制勤務者の自律神経症状出現の病態生理の解明に関する研究

製造工程に従事する男性従業員124名を対象とし、勤務態様の差異と精神的身体的健康度との関連について、自記式質問票による調査を行った。質問票は、General Health Questionnare-28、Health Practice Index(HPI)、ワークストレッサー・チェックリスト(WSC)を用いた。その後、3組3交代制の男性勤務者9名を対象とし交代制勤務に対する自律神経機能の推移をみるために、連続する5日間の夜勤の第2、4日目および昼勤の第3日目に携帯型自動血圧心拍計を用いて、血圧・心拍のデータを測定した。また同時に自覚症状・睡眠感(OSA睡眠調査票)の調査を行った。結果;WSCについては二群間に有意差を認めなかった。HPIについては朝食摂取・間食の有無・栄養バランスの項目について常日勤者群の方が良い生活習慣を持っていた。GHQについては総得点と、4つのサブスケールのうち、身体的症状・うつ状態に関して交代制勤務者群の方が精神身体的健康度は良好であった。心拍モニタリングの結果では、勤務中には交感神経の活動指標であるLF/HF値が、睡眠中には副文感神経活動の指標であるHF値が優位であった。睡眠中のHF値について見ると、HF値は夜勤第2日目は昼勤第3日目に比して有意に低く、第4日目になると昼勤時と同じ程度まで上昇してくること、その回復率は個人によって差があることが明らかになった。睡眠時間・自覚症状数には有意差がなかった。睡眠感の調査では夜勤2日目に比して4日目で睡眠感の改善が見られた。以上より交代制勤務者のGHQが従来言われているよりも低く、精神身体的健康度は交代制勤務者の方が良好であった。交代制勤務という勤務態様への「慣れ」の問題や、日勤帯と夜勤帯における労働環境などの諸要因についても、GHQに影響を与える要因として考慮する必要性があると考えられた。夜勤時の自律神経活動の指標の変動は2日目よりも4日目の方がHF値が上昇していた。さらに夜勤4日目では昼勤3日目と同程度まで上昇していることから、夜勤に対する経時的な生体の適応が存在すると推測された。工場に勤務する3交代制の男性勤務者9名を対象に調査を施行した。日勤の第3日目と夜勤の第2日目・第4日目の計3回、携帯型自動血圧・心拍計を用いて24時間血圧・心拍を30分毎に測定した。RR間隔データから求められた自己相関関数のフーリエ変換から周波数パワースペクトルを求め低周波成分[LF]、高周波成分[HF]とした。HF値を副交感神経機能の、LF/HF値を交感神経機能の指標とし睡眠中の自律神経機能の経時的変化を観察して昼夜逆転生活への適応過程を検討した。同時に主観的睡眠感の指標としてOSA睡眠調査と自覚症状調査を施行した。その結果、睡眠中の平均HF値は昼勤シフトで最も高く夜勤シフト2日目で低下し同4日目には再び上昇していた。LF/HF値、平均血圧にはほとんど変化がみられなかった。OSA総合得点は昼勤シフトで比較的高く夜勤シフト2日目で低下し同4日目には再び上昇していた。自覚症状は昼勤シフト時に比して夜勤シフト時の方が訴えが多く、その中でも特に身体的症状に関する訴えが多かった。つまり日勤シフトから夜勤シフトへ移行した直後の昼間睡眠では、主観的にも十分な睡眠がとれていないが夜勤シフト4日目には主観的睡眠感も回復し、副交感神経機能も同様の変化を示した。従来から、交代制勤務においては様々な身体的不定愁訴が出現しやすいと報告されてきたが、今回の睡眠中の副交感神経機能に関する結果はそれらの出現機構を説明するものとなる可能性があり、さらに個人的性格要因や家庭環境、職場でのストレスなどについても今後検討を加えていく必要があると考えられた。

以上より交代制勤務者のGHQが従来言われているよりも低く、精神身体的健康度は交代制勤務者の方が良好であった。交代制勤務という勤務態様への「慣れ」の問題や、日勤帯と夜勤帯における労働環境などの諸要因についても、GHQに影響を与える要因として考慮する必要性があると考えられた。夜勤時の自律神経活動の指標の変動は2日目よりも4日目の方がHF値が上昇していた。さらに夜勤4日目では昼勤3日目と同程度まで上昇していることから、夜勤に対する経時的な生体の適応が存在すると推測された。
形質転換植物を用いた光合成組織における高塩環境適応の分子機構

高塩環境に強い植物はその適応応答の1つとして適合溶質であるグリシンベタイン(ベタイン)を合成する.本研究では高等植物の耐塩性機能発現の分子機構におけるベタイン生合成の意義を検証すること,またその遺伝子操作により耐塩性植物を作出することを目的として以下の結果を得た.1.ベタイン合成酵素遺伝子のイネへの導入:既知の最も単純なベタイン生合成糸は土壌細菌Arthrobacter globitormisが持つコリンオキシダーゼの糸であり、この酵素はcodA遺伝子にコードされている.植物用発現ベクターに組み込んだcodA遺伝子をパーティクルガンを用いて単子葉植物のモデルでありかつベタイン合成能を持たず耐塩性の遺伝子工学の対象であるイネに導入し,サイトゾルあるいはプラスチドにコリンオキシダーゼ活性を発現する形質転換イネ(当代)を複数得た.2.形質転換イネでのベタイン生合成:コリンオキシダーゼを発現する形質転換体はベタインを生合成し,コリンオキシダーゼ量とベタイン蓄積量には正の相関が見られた.ベタインの蓄積量は根より葉で多く,高度にcodA遺伝子を発現する固体で4μmole/g fresh weightであった.これは遺伝子工学的手法によりイネがベタイン合成能を獲得した初めての例である.3.形質転換イネの耐塩性評価:形質転換イネおよび非形質転換体を100 mMNaClを含むハイポネックス水溶液に置き,経時的にクロロフィルの蛍光を測定したところ,形質転換体では光合成活性の阻害が遅れることが観察された.すなわち形質転換体は塩環境でより耐性であることが明らかとなった.以上の結果は,植物の耐塩性機構にはベタインが重要な役割を果たしていることを示していることのみならず,その生合成糸の遺伝子操作により耐塩性植物が作出できる可能性をも示唆している.高塩環境に強い植物はその適応応答の1つとして適合溶質であるグリシンベタイン(ベタイン)を合成する.本研究では高等植物の耐塩性機能発現の分子機構におけるベタイン生合成の意義を検証すること,またその遺伝子操作により耐塩性植物を作出することを目的として以下の結果を得た.1.ベタイン合成酵素遺伝子のイネへの導入:既知の最も単純なベタイン生合成糸は土壌細菌Arthrobacter globitormisが持つコリンオキシダーゼの糸であり、この酵素はcodA遺伝子にコードされている.植物用発現ベクターに組み込んだcodA遺伝子をパーティクルガンを用いて単子葉植物のモデルでありかつベタイン合成能を持たず耐塩性の遺伝子工学の対象であるイネに導入し,サイトゾルあるいはプラスチドにコリンオキシダーゼ活性を発現する形質転換イネ(当代)を複数得た.2.形質転換イネでのベタイン生合成:コリンオキシダーゼを発現する形質転換体はベタインを生合成し,コリンオキシダーゼ量とベタイン蓄積量には正の相関が見られた.ベタインの蓄積量は根より葉で多く,高度にcodA遺伝子を発現する固体で4μmole/g fresh weightであった.これは遺伝子工学的手法によりイネがベタイン合成能を獲得した初めての例である.3.形質転換イネの耐塩性評価:形質転換イネおよび非形質転換体を100 mMNaClを含むハイポネックス水溶液に置き,経時的にクロロフィルの蛍光を測定したところ,形質転換体では光合成活性の阻害が遅れることが観察された.すなわち形質転換体は塩環境でより耐性であることが明らかとなった.以上の結果は,植物の耐塩性機構にはベタインが重要な役割を果たしていることを示していることのみならず,その生合成糸の遺伝子操作により耐塩性植物が作出できる可能性をも示唆している.
日本語組版における文字配列の基礎的研究

1.初年度に行った「図形の横方向配置における心理的等間隔」判断実験の続きとして、図形の組合せの種類を増やして視覚心理実験を行った。実験の概要は次の通り。参照図形は1辺2cmの正方形2つを間隔a=1cmで横に並べたもの、目的図形は1辺2cmの正方形と次のうちからの1つを間隔xcm(xは可変)で横に並べたもの:直径2cmの円盤、1辺2cmの菱形、縦横各2cmの十字形、直径2cmの円盤の右半分を切り捨てた半円、直径2cmの円環、1辺2cmのロ字型正方形、1辺2cmの菱形を水平な中心線で分割して上下を入れ替えた図形。被験者はグラフィック端末に表示された参照図形と目的図形を比較しつつ、xがaに等しく見えるように目的図形の間隔を調整する。得られたデータxを、被験者を水準とする1元配置、図形を水準とする1元配置でそれぞれ統計的に分析したところ、すべての被験者に判断の一貫性があること、しかしそれらの判断パターンが幾つかのタイプに類別できること、全体を通じてMuller-Lyer錯視と類似の現象があること、が見出された。2.印刷文字に対する外接多角形から導かれる重心と慣性能率楕円を定義し、代表的な6種の平仮名書体各48文字についてそれらの数値を求めた。その結果、重心の垂直座標は全体的に下方に位置すること、および重心の水平座標は縦方向配置における視覚上の中心線を決定することに使えることを見出した。前者の性質は、対象とした平仮名文字がいずれも横組みを意識してデザインされたものであることに対応すると考えられる。横書きおよび縦書きの可変幅字送りを巧みに実現するためには、種々の文字を配列したときの文字間隔が主観的にどのように見えるかという視覚特性を知る必要がある。本年度はそのための基礎的実験として、横書きの場合でかつ文字の代わりに単純な図形(正方形、円、その他の幾何学図形)を用い、「図形の横方向配置における心理的等間隔」という問題設定の下で幾つかの心理実験を行った。以下に-実験の概略を記す。1辺が2cmの二つの正方形(黒塗り潰し)を間隔a=1cmで配置した「参照図形」に対して、同一の大きさの一つの正方形と直径2cm一つの円(同じく黒塗り潰し)を間隔xcmで配置した「目的図形」を比較して、目的図形の中の間隔が参照図形の中の間隔に等しく見えるようなxを求めたところ、xはaより有意に小さいことが分かった。[実験方法:被験者数106人。参照図形(視野の左側)と目的図形(視野の右側)の対を6対(xを6通りに変える)をA4紙1枚に印刷したものを刺激として被験者に提示して選択させる。]さらに、分散分析とクラスタリング手法により、E[x]=0.830(SD=0.04)のグループとE[x]=0.927(SD=0.03)のグループに分かれることが示された。被験者16人を用いて、グラフィック端末を使い調整法により一層詳しい心理実験を行ったところ、やはり同様な結果が得られた。(平成9年度春期情報処理学会全国大会論文集、1Y-06)この実験の発展として、円を半円、菱形などに変えた場合、図形を黒塗り潰しでなく輪郭線(色々な太さのもの)に変えた場合、参照図形と目的図形の左右位置を取り替えた場合、などの実験も行った。
Sonochemical internalization法の確立

本研究では、Sonochemical internalization法という「細胞質内への物質導入を超音波で誘導する方法」を提案し、開発に取り組んだ。近年、Cell-penetrating peptide (CPP)を付加した蛋白質等の細胞内導入が盛んに行われているが、エンドサイトーシスで細胞内に入るもののエンドソーム内に集積してしまい、機能が現れないことも多い。そのようなCPP融合蛋白質をエンドソームから出すための起爆剤として「超音波に応答して活性酸素種を出す音増感剤」の利用を検討した。僅かではあるが、複合体分子を超音波依存的にエンドソームを脱出させ細胞質へと運ぶことに成功した。本研究では、Sonochemical internalization (SCI)法という「細胞質内への物質導入を超音波で誘導する方法」を提案し、開発に取り組んだ。細胞に投与した場合にエンドソームにトラップされてしまう細胞内侵入性ペプチド(CPP)融合蛋白質をエンドソームから出すための起爆剤として、「超音波に応答して活性酸素種を出す音増感剤」の利用を検討した。本研究では、細胞内に入るがエンドソームに蓄積してしまう1CPP融合蛋白質、および、2「CPP融合RNAキャリア蛋白質とRNAの複合体」を対象として、これらの細胞質内導入を超音波で誘導する方法(SCI法)の確立を目指す。本年度、取り組んだ項目は以下の通りである。1)音増感剤の探索:超音波照射時にROS生成を介してエンドソーム破壊を引き起こすような音増感剤を探した。市販の有機色素の中から探し出し結果、超音波照射時にROSの生成を引き起こす色素が複数見つかった2)蛋白質に付加可能な音増感剤の合成:既存の有機小分子が音増感剤として機能することが既に報告されているが、既知の音増感剤でSH基などを介して蛋白質に結合可能な官能基をもつものは市販されていない。そこで、マレイミド基を有する音増感剤の合成を行った。3)SCI法の試行:細胞内に侵入してエンドソームに局在する機能分子として、筆者らが開発したCPP融合型RNAキャリア蛋白質・RNA複合体を用いた。この複合体分子に音増感剤を付加したものを培養細胞に投与した後、超音波照射を行った。照射強度と照射時間を変えて行ったところ、強い照射条件において、複合体分子を超音波依存的にエンドソームを脱出させ細胞質へと運ぶことに成功した。近年、Cell-penetrating peptide (CPP)を付加した蛋白質(及びその他の物質)の細胞内導入が盛んに行われている。しかしながら、CPP融合蛋白質はエンドサイトーシスで細胞内に入るもののエンドソーム内に集積してしまい、機能が現れないことも多い。まず、超音波照射時にROS生成を介してエンドソーム破壊を引き起こすような音増感剤を探した。市販の有機色素の中から探し出し結果、超音波照射時にROSの生成を引き起こす色素が複数見つかった。また、蛋白質に付加可能な(マレイミド基を持つ)音増感剤の合成を行った。続いて、細胞内侵入性かつエンドソーム局在性の蛋白質に、音増感剤を付加したものを作製した。具体的には、CPP融合型RNAキャリア蛋白質およびCPP融合型アポトーシス誘導蛋白質に音増感剤の付けたものを作製した。これらを培養細胞に投与した後、超音波照射を行った。照射強度と照射時間を変えて検討を行い、強い照射条件において僅かではあるが、複合体分子を超音波依存的にエンドソームを脱出させ細胞質へと運ぶことに成功した。以上によりSCI法という新手法が使える可能性が見えてきた。今後、さらに音増感剤の種類の検討や導入条件の検討によりSCI法による導入効率を高めたい。生体関連化学当初の計画に従い、音増感剤の探索、蛋白質に付加可能な音増感剤の合成、SCI法の試行を全て行うことができた。そのうえで、SCI法がおよそ確立したと言えるようなデータを得られていることから、当初考えていた以上に、研究が進展していると判断した。H25年度は、音増感剤修飾CPP融合型RNAキャリア蛋白質・RNA複合体を用いてSCI法をおよそ確立することができたが、今後、最も効率よく毒性の低い導入のために、目的物の添加・インキュベート条件および超音波照射条件を検討する。また、細胞内導入だけでなく、導入後の機能(RNAi効果)が現れるかどうかも確かめる。すなわち、超音波応答性RNAキャリアとRNAの複合体を細胞内に導入してRNAの機能を確認する。ここでは、anti-EGFP配列をもつshRNAによるRNAi効果を調べる。

EGFPを安定発現するCHO細胞に対して、キャリア/RNA複合体を投与し、超音波照射ののちに、EGFPの発現抑制を指標にRNAi効率を評価する。加えて、CPP融合型RNAキャリア蛋白質・RNA複合体だけでなく、CPP融合型アポトーシス誘導分子を用いて、同様なことが可能かどうかを検証し、本手法の汎用性を示す。本年度、研究代表者(大槻)は超音波照射装置を買わずに、研究分担者(原田)から何度も借りて実験を遂行した。しかし、装置の宅急便の繰り返しによる装置故障のリスクもあるし、一方の研究者しか超音波照射実験ができなかった。より研究をスムーズに進めるために、次年度に研究代表者の方で超音波照射装置の購入を予定しているが、そうすると次年度の消耗品費が不足するため、消耗品のための物品費を残しておく必要があると判断した。次年度は超音波照射装置(98万円)を購入し、残りの額を研究代表者と研究分担者の消耗品費(32万円程度)および旅費(10万円程度)として予定している。
細胞極性形成におけるポジティブフィードバック機構の１分子イメージング解析

細胞の進行方向を決定するシグナル分子であるPtdIns(3,4,5)P3 (PIP3)が、PIP3の脱リン酸化酵素であるPTENの細胞膜への局在化を抑制することを明らかにした。1分子イメージングデータの統計解析から、活性状態のPTENはPIP3が結合すると脱リン酸化に伴い細胞膜から排除されることが分かった。不活性状態のPTENはより安定に細胞膜に結合するが、PIP3レベルが上がると活性状態へ遷移することが分かった。これらのメカニズムによるポジティブフィードバックを介してPIP3とPTENの相互排他的な分布が自己組織化的に生じ、細胞の自発運動を実現すると考えられる。本研究では、細胞の前後極性形成に働くポジティブフィードバックの分子メカニズムを解明するために、PIP3脱リン酸化酵素であるPTENの細胞膜上での挙動を1分子レベルで解析し、PTENの細胞膜への局在に対するPIP3による抑制作用を説明する数理モデルを構築する。PIP3とPTENは移動運動する細胞の前後を決定するシグナル分子であり、これらは自己組織化的に細胞膜上で相互排他的に分布する。本年度は、PTENの分子集団レベルでのイメージングによって細胞内局在を定量的に解析し、細胞膜の平均的なPIP3レベルを人為的に変化させると、これに依存してPTENの細胞内局在が変化することを明らかにした。PIP3レベルが高いとPTENが細胞膜から排除されたことから、ポジティブフィードバックが働くことが示唆された。次に、これらのPIP3レベルの異なる細胞において、細胞膜に結合しているPTEN分子を1分子イメージングによって可視化し挙動を統計的に解析した。細胞膜解離キネティクスの解析の結果、PIP3の脱リン酸化によってPTENの細胞膜解離が促進されることが明らかとなった。また、細胞膜上での2次元拡散の解析の結果、脱リン酸化活性に非依存的にPIP3によって拡散の遅い安定結合状態が抑制されることがわかった。これらの結果を統合し、細胞膜に結合してから解離するまでに起こるPTENの状態遷移を説明する数理モデルを構築した。PIP3結合能および脱リン酸化酵素活性を欠損する変異型PTENの場合の数理モデルと比較した結果から、PIP3脱リン酸化の前後で細胞膜解離速度定数が変化すること、PIP3レベルに依存して安定結合状態への遷移速度定数が変化することが明らかとなった。構築した数理モデルによってPIP3レベルが高いとPTENの細胞膜結合時間が短縮されることが示唆され、PTENの細胞膜局在に対するPIP3による抑制の分子メカニズムを明らかにできた。移動運動する細胞の進行方向を決定するシグナル分子にPI(3,4,5)P3(PIP3)がある。PIP3とPIP3の脱リン酸化酵素PTENは自己組織化により細胞膜上で相互排他的に分布する。そこで、PTENの細胞膜との相互作用のPIP3依存性を共焦点および1分子イメージングによって解析した。まず、細胞膜のPIP3レベルを人為的に変化させる系を構築し、PIP3レベルを上げるとPTENが細胞膜から細胞質へと移行することを明らかにした。PIP3が自身の分解を抑制するポジティブフィードバックが働くことを示唆している。この系を用いて、細胞膜に結合しているPTEN分子を1分子イメージングによって可視化し、結合時間と拡散軌跡の統計的解析によって細胞膜に結合してから解離するまでに起こるPTENの状態遷移を説明する数理モデルを構築した。PTENは拡散係数で区別できる3つの状態をとることを既に明らかにしている。解析の結果、拡散の速さが中程度の状態が酵素として活性のある活性状態であり、PIP3の脱リン酸化に伴ってPTENの膜への結合性が低下することが分かった。PIP3レベルを上げると、拡散が最も遅く脱リン酸化活性の低い安定結合状態が抑制されて活性状態をとりやすくなった。このことから、PIP3レベルが低いと安定結合状態をとって酵素反応に携わらずに細胞膜に蓄積する傾向にあるが、PIP3レベルが高いと活性状態をとってPIP3を脱リン酸化すると同時に細胞質へ移行するようになると考えられる。本研究が明らかにしたPIP3からのフィードバックによるPTENの状態制御は、PIP3とPTENの細胞膜上でのレベルに相互排他的な双安定性をもたらすものであり、細胞の前後極性形成メカニズムの基盤をなすと考えられる。生物物理学全ての研究計画を予定通りに進める事が出来たため。生きた細胞内でのPTENの1分子イメージングおよび分子挙動の統計解析について、追試を重ねることで、数理モデルにおける各種パラメータの推定精度を上げる。これにより、より信頼性の高い数理モデルの構築に繋げる。本年度の研究において、計画していたより早期に数理モデル構築の目処が立ったのでこれに集中し、計画よりも実験回数が減ったため。次年度の研究において、数理モデルの精度を上げるために、本年度に行う予定であった実験も行うことで使用する。
微視－構造連成破壊力学に基づく劣化したコンクリート部材のせん断抵抗機構の解明

コンクリート自体の劣化現象である「アルカリシリカ反応(ASR)」に着目し、劣化したコンクリート部材の荷重に対する抵抗機構を理論的に説明することを目指す。これによって、劣化した構造物が現在、受け持つことのできる荷重(耐荷力)を知ることができる。そこで必要な「劣化した材料の力学特性は何か」という問いに答えるため、コンクリート内部の損傷の3次元可視化に基づく微視的把握とそのモデル化を行う。さらに、新たな力学体系「微視-構造連成破壊力学」を提唱して、劣化したコンクリート部材のせん断抵抗機構を解明していく。今後の展開としては、本成果の社会実装による既設構造物の性能評価の高度化への貢献が期待される。
レーザー光による金属とレジンとの接着

本研究は,審美的な歯科補綴物を作製するために金属とレジンの接着方法について検討したものである.金属とレジンの接着方法は,レーザー光を用いた新しい発想の接着を試みた.レーザー光は, Nd : YAGレーザーを用いた.その結果,レーザー光を使うことにより歯科用チタンおよびコバルトクロム合金がポリエチレンテレフタレート樹脂と接着することが判明した.しかし,接着には,適切なレーザー照射条件と適切な加圧が必要であった.歯科補綴物を作製するためのフレーム材料は,機械的強度の観点から金属材料が選択される.しかし,金属材料は,金属色であり患者の審美的な要求を満たすことができない.したがって,審美的要求からレジン系材料やセラミックス系材料が使用される.そこで,機械的性質と審美的な要求を満たすため,金属材料とレジン系材料やセラミックス系材料との強固な接着が望まれる.硬質レジン前装冠では,金属フレームとレジンとの接着にリテンションビーズによる機械的嵌合力とプライマー等の塗布による化学的結合が利用されている.一方,工業界では,金属とプラスチックの接合には,Nd:YAGレーザーを用いて非貴金属のSUSとPETなどが接合できることが報告されている.しかし,歯科材料についてのレーザー光による接着については不明である.本研究は,金属とレジンとの接着方法として従来の方法ではなく,新しい発想としてレーザー光によって金属とレジンとを接着することを企図した.本研究は,審美的な歯科補綴物を作製するために金属とレジンの接着方法について検討したものである.金属とレジンの接着方法は,レーザー光を用いた新しい発想の接着を試みた.レーザー光は, Nd : YAGレーザーを用いた.その結果,レーザー光を使うことにより歯科用チタンおよびコバルトクロム合金がポリエチレンテレフタレート樹脂と接着することが判明した.しかし,接着には,適切なレーザー照射条件と適切な加圧が必要であった.歯科用金属として金合金,金銀パラジウム合金,コバルトクロム合金およびチタンを用いて剪断接着試験用試験体を鋳造によって作製した.これら鋳造体を耐水研磨紙によって研磨し,さらに琢磨機によって鏡面として試験体とした.これら試験体に直径5mmの穴のあいたマスキングテープを貼付して,常温重合レジン(ユニファースト)を筆積法によって接着面に盛り上げ,レジン面にレーザー光を1回照射した.レーザー光としては,1064nmの波長のNd:YAGレーザーを用いた.レーザー光の照射条件は,印加電圧150280V,パルス幅210ms,スポット径は最大スポット径の2.0mmとした.レーザー照射後,接着強さの測定は,万能試験を用いてクロスヘッドスピード1mm/minで圧縮勇断試験を行った.その結果,いずれの条件でもレジンは簡単に剥離してしまった.また,強いエネルギー照射では,レジンが焦げる状態であった.工業界では,SUS304,チタン,アルミニウム合金などにポリエチレンテレフタレートやポリカーボネートなどの樹脂をのせてレーザー光を照射すると接着することが報告されている.そこで,サンドブラスト処理したチタンにポリエチレンテレフタレートやポリカーボネートを圧接しレーザー照射すると接着することが判明した.しかし,今年度の研究結果からは,歯科用レジンとの顕著な接着強さが得られる条件を見出す成果は得られなかった.歯科補綴物のフレーム材料は,機械的強度の観点から一般的に金属材料が選択される.しかし,金属材料では,患者の審美的要求を満たすことはできない.そこで,審美性を得るために金属にセラミックスや樹脂を接着した複合材料として利用している.本研究は,金属と樹脂の接着について新しい接着方法としてレーザーを用いた方法の研究を行っている.実験に使用したレーザーは,波長10.6nmのNd:YAGレーザーを用いた.金属としては,JIS2種の純チタンを用い,樹脂としては,工業用樹脂のポリエチレンテレフタレート,アクリル,ポリアミド,ポリカーボネートの4種類を選択した.樹脂は,直径6mm,厚さ2mmの円盤状に加工して試験体とした.純チタンは,直径25mm,厚さ9mmのインゴット表面をサンドブラスト処理および鏡面研磨処理とした.レーザーによる接着は,純チタン板上に樹脂を置き,樹脂面からレーザー照射を1回行った.レーザー照射条件は,印加電圧およびパルス幅を変化させ,スポット径は2.0mm一定として,樹脂が黒く焦げずに接着する条件を検討した.接着強さは,圧縮せん断試験によって求めた.その結果,ポリエチレンテレフタレート樹脂を用いて,サンドブラスト処理した場合が19.5MPaを示して最も大きい接着強さを示した.また,鏡面研磨した表面でも17.7MPaを示した.今回の実験結果から,レーザーによって微小部位を短時間に接着することが可能であることが判明した.しかし,樹脂の種類によって接着強さが異なった.歯科補綴物のフレーム材料は,機械的強度の観点から一般的に金属材料が選択されている.しかし,金属材料では,患者の審美的要求を満たすことはできない.そこで,審美性を得るために金属にセラミックスや樹脂を接着した複合材料を利用している.金属とセラミックスや樹脂との接着には,リテンションビースを用いた機械的結合やプライマーを用いた方法などが行われている.本研究は,金属と樹脂の接着について,今までとは異なる新しい接着方法としてレーザー光を用いた方法について検討を行っている.具体的な内容は,まず,歯科用金属として金合金,金銀パラジウム合金,チタン,コバルトクロム合金を用いて,鋳造によりせん断接着用試験体を作製し,表面はサンドブラスト処理面および鏡面研磨面とした.

樹脂は主にポリエチレンテレフタレートを用い,レーザー光は主にNd:YAGレーザーによる接着を検討した.レーザー照射条件を検討するため,金属面に樹脂を置いて加圧し,一回の照射を行い,接着強さをせん断試験により測定した.様々なレーザー照射条件について検討した結果,サンドブラストした金合金および金銀パラジウム合金では,大きな接着強さを得ることはできなかった.コバルトクロム合金のサンドブラスト面は8.1MPa,チタンのサンドブラスト面は11.3MPaの接着強さを示した.接着強さには,レーザー照射条件以外にも試験体の圧接力,表面状態などが影響するものと考えられた。歯科補綴物のフレーム材料は,機械的強度の観点から一般的に金属材料が選択されている.しかし,金属材料では,患者の審美的要求を満たすことはできない.そこで,審美性を得るために金属にセラミックスや樹脂を接着した複合材料を利用している.金属とセラミックスや樹脂の接着には,リテンションビースを用いた機械的結合やプライマーを用いた方法などが行われている.本研究は,金属と樹脂の接着について,今までとは異なる新しい接着方法としてレーザー光を用いた方法について検討を行ったものである.本年度の研究は,金属としてチタンインゴット(CPチタンJIS2種)およびチタン合金インゴット(Ti-6Al-7Nb合金)を用い,樹脂としてはPET樹脂を用いてレーザー光による接着を行った.レーザー光としては,1064nmの波長のNd:YAGレーザーを用いた.レーザー照射は,印加電圧を変化させ,パルス幅を4ms,スポット径を2.Omm,パルス周波数を1Hzの条件でインゴット上に樹脂を置いて加圧下で一回行った.接着強さの測定は,せん断圧縮試験によって行った.レーザー光の焦点位置は,マイクロスコープによって透明な樹脂を通して金属板表面に合わせた.また,金属表面は,サンドブラスト処理と鏡面研磨処理とした.実験の結果,チタンとPET樹脂をレーザー光で接着することが可能であった.しかし,光エネルギーが大きすぎると金属の溶融や樹脂の焦げ付きが起こり,最適なレーザー照射条件の設定の必要性が示唆された.
地方の商品流通における中央企業の支配と地方都市の発展に果たす中央企業の影響力

本研究では、昭和57年商業統計の東北地方6県・九州地方7県小売商個票(76379商店分)を用いて、市町村別の独自資料「産業中分類別・仕入先別(地域・組織)小売商店数」を、長崎大学総合情報処理センタ-のメインフレ-ムコンピュ-タおよびその上で作動する統計パッケ-ジソフトウエアANALYST、パ-ソナルコンピュ-タで作動する表計算ソフトウエアEXCELを用いて分析し、中心都市(地方2次生活圏中心都市および法人組織小売商100店以上の都市)・2次生活圏地域(ただし中心都市を除く)について、東北地方110地域・九州地方116地域の小売商の仕入先地域・組織を把握した。都市間によって、仕入先構造に大きな違いが見られたのは仕入先地域であった。都市間結合関係という視点でまとめると、中央依存度が高い順に、広域中心都市(仙台・福岡)、県庁所在地級都市(青森・弘前・八戸・盛岡・秋田・山形・福島・郡山・いわき、佐賀・長崎・佐世保・熊本・大分・宮崎・鹿児島)、2次中心都市・2次生活圏域という、階層的秩序が明らかにできた。また、中央依存度は、東北地方全体では東京依存度が14.9%、大阪依存度が0.7%、九州地方全体では東京依存度5.7%、大阪依存度3.8%と、大阪の影響力は西日本地域に偏っていた。さらに、県庁所在地級都市以下の都市階層では、それぞれの地方の広域中心都市への依存度がかなり高いことが判明した。しかし、小売商の仕入れ構造からみた、中央企業の依存度が、昨年度分析した卸売商の依存度ほど、都市発達や都市の階層形成に影響していないことが明かとなった。また、業種別の小売商の仕入先地域を把握した結果、業種によって中央依存の大きい各種商品・衣服繊維品の業種があることが明かとなった。そして、衣服繊維品などのように流行品を扱う分野では、広域中心都市の勢力は弱く、地方圏の全都市階層の小売商とも、中央企業の勢力圏下にあることが、定量的に明かとなった。本研究では、卸売企業の仕入先構造・販売先構造に関する独自集計資料によって、商品流通における東北地方・九州地方の都市階層および中央企業の支配の程度を定量的に明らかにした。東北地方では仙台、九州地方では福岡が地方ブロック中心都市として東京・大阪の中央企業との結合が強く(全卸売企業の50%)、これは中央企業仙台・福岡支所の活動によるものであった。これらの中央企業出先機関は、元卸ー中間卸ー最終卸という流通経路上の中間卸の機能を果たし、地方ブロックを対象とする広域的活動を担っていた。さらに、中央企業の流通支配の程度によって、地方ブロック中心ー県庁所在地級ー県内副次中心という地方都市の階層関係が形成されていることが実証された。各県域の中心となる県庁所在地級都市群では、中間卸の比率は非常に低く、また中央企業の支配の程度も、東北地方:3035%、九州地方:2025%であった。さらに下位階層の県内副次中心都市群においては、東北地方:2530%、九州地方:1520%であった。この都市群では、前述の中央企業仙台・福岡支所に多くを依存しており(1520%)、間接的に中央企業の傘友にあった。また、今年度予察的に行なった、長崎県小売商仕入先分析によると、地方の末端地域では、卸売企業よりも小売商の仕入行動によって、中央企業と密接に結びついていることが判明した。

特に、衣服・身の回り品の分野では、47%の小売商が中央企業と結びつき、県庁所在地都市長崎では、その比率が55%にも及んでいる。本研究では、昭和57年商業統計の東北地方6県・九州地方7県の小売商個票(約76379万商店分)を用いて、市町村別の独自資料「産業中分類別・仕入先別(地域・組織)小売商店数」を、長崎大学総合情報処理センタ-のメインフレ-ムコンピュ-タおよびその上で作動する統計パッケ-ジソフトウエアANALYST、パ-ソナルコンピュ-タで作動する表計算ソフトウエアEXCELを用いて分析し、中心都市(地方2次生活圏中心都市および法人組織小売商100店以上の都市)・2次生活圏地域(ただし中心都市を除く)について、東北地方110地域・九州地方116地域の小売商の仕入先地域・組織を把握した。都市間によって、仕入先構造に大きな違いが見られたのは仕入先地域であった。都市間結合関係という視点でまとめると、中央依存度が高い順に、広域中心都市(仙台・福岡)、県庁所在地級都市(青森・弘前・八戸・盛岡・秋田・山形・福島・郡山・いわき、佐賀・長崎・佐世保・熊本・大分・宮崎・鹿児島)、2次中心都市・2次生活圏域という、階層的秩序が明らかにできた。また、中央依存度は、東北地方全体では東京依存度が14.9%、大阪依存度が0.7%、九州地方全体では東京依存度が5.7%、大阪依存度3.8%と、大阪の影響力は西日本地域に偏っていた。さらに、県庁所在地級都市以下の都市階層では、それぞれの地方の広域中心都市への依存度がかなり高いことが判明した。しかし、小売商の仕入れ構造からみた、中央企業の依存度が、昨年度分析した卸売商の依存度ほど、都市発達や都市の階層形成に影響していないことが明かとなった。また、業種別に小売商の仕入先地域を把握した結果、業種によって中央依存の大きい各種商品・衣服繊維品の業種があることが明かとなった。そして、衣服繊維品などのように流行品を扱う分野では、広域中心都市の勢力は弱く、地方圏の全都市階層の小売商とも、中央企業の勢力圏下にあることが、定量的に明かとなった。
抗酸化剤による虚血肝細胞障害の保護と肝移植への応用

1.ラット虚血肝モデルで、肝虚血時ならびに血流再開後のグルタチオンペルオキシダ-ゼ(GSH-Px)、グルタチオン還元酵素(GSH-Rd)、ス-パ-オキサイドジスムタ-ゼ(SOD)、カタラ-ゼ(CAT)の変動を調べた。ラットが全例死亡する虚血90分ではGSH-Px、GSH-Rd、CATは活性変動を認めず、血流再開後も活性変動を認めなかった。しかし、SOD活性は虚血90分で有意に低下し、血流再開後の過酸化脂質生成に伴って、その活性低下は持続した。虚血90分、血流再開後に細胞内抗酸化物質であるビタミンE、CoQ、還元型グルタチオンの著名な減少がこの実験モデルで認められ、かつ投与CoQ_<10>、ビタミンEが血流再開後の過酸化脂質生成を抑制するのみならず、これら抗酸化物質の減少を防ぎ、ラット生存率を上昇させた。このような実験結果により考え、今回認めたSODの肝虚血時の活性低下は虚血肝がラジカル反応を受けやすい状態にあることを示唆している。2.CoQ_<10>のラット虚血肝移植モデルでの保護効果は認めたが、ビタミンEの投与効果については現在検討中である。3.ブタを用いて保存液へのCoQ_<10>、ビタミンEの投与実験を現在施工中である。
膜分離固定化微生物反応槽による相分離嫌気性消化

当初の研究目的であった二相分離嫌気性消化に膜分離を組合せる方法よりも単相の膜分離消化には著しく優れた特徴があることが判明した。初年度は、容積31のガラス瓶を反応槽とし、ホットプレ-ト付きマグネティックスタ-ラ-で加温・撹した。マグネッティクスタ-ラ-で駆動する径75mmの膜モジュ-ルに限外ろ過膜を着装し、反応槽の混合液を吸引により分離、濃縮液を返送した。基質は実際の下水汚泥を使用し、1日1回投入した。次年度は、物質収支を測定するため反応槽容積を51とし、モジュ-ルの径を150mmに増やした。最終年度では、反応槽をプラスチック製とし、機械撹拌に変更した。膜は中空糸とし、ポンプで強制的に楯環した。この結果、長期間安定した運転が可能になった。実験結果は以下の通りである。(1)メタン発酵が正常に行なわれている時の膜透過液のCODは200mg/L以下である。(2)MLSS濃度は負荷を増すと増加し、40.000mg/L以上に達する。(3)MLSS中の有機物の比率は60%程度で変化せず、灰分の蓄積は全く見られない。(4)MLSSの自己分解速度は非常に遅い。(5)下水汚泥を投入した後、有機酸濃度は45時間後にピ-クニ達しから減少し、12時間後には変化しなくなる。このため、1日2回汚泥を投入しても支障はない。(6)汚泥中の固形物の加水分解速度は非常に遅い。(7)精密ろ過膜と限外ろ膜間の処理水質の差はなく、高分子量物質は排除されている。(8)メタン発酵が不調になると負荷を下げても回復には数週間かかる。膜分離により微生物のウォッシュアウトを皆無にすると、増殖と自己分解が平衡になる反応系が達成できる。透過液に脱離する有機物は投入量の1%以下であり、ほぼ完全にガス化される。また、汚泥中に30%以上存在する灰分も溶解し全く蓄積しない。容積負荷が小さい欠点はあるものの、廃棄物処理がほとんど必要がなくなる。膜分離固定化生物反応槽による嫌気性消化の基本的な特性を知るために大型化した装置を用い、相分離を行なわずに実験を行なった。実験装置は、有効容積4lのガラス瓶と径150mmの平膜モジュールにより構成される。処理対象は実際の最初沈澱池生汚泥(SS3000mg/l)であり、セミ回分方式として消化温度を25、30、35、40、50°Cの5種に設定した。反応槽の攪拌と加温にはホットプレート付きマグネティックスター5を用い温度制御を行なった。順養期間を2ケ月とし、約30日毎に処理量を増加させながら100日以上の連続運転を行なった。実験の成果は以下の通りである。(1)連続投入では、低温消化の方が安定している。(2)増殖と自己消化が平衡に達し、MLSS濃度が一定になる。(3)高温消化の方が平衡MLSS濃度が低くなる。

(4)MLSS中の灰分の比率は約50%で、濃度に関係しない。酸発酵が卓越しても同じである。(5)透過液中の有機酸濃度はきわめて少なく、CODcrは100200mg/l程度であり、非常に清澄である。(6)汚泥中の有機物はほとんど完全にガス化する。従って、ガス発生量は各消化温度で同一である。(7)故障などによりメタン発醗が阻害されると、消化温度が高いほど回復が遅くなる。これは酸発酵速度が早いためにショックが大きくなることに起因すると考えられる。本システムでは、下水処理における最大の課題であった汚泥処理問題が完全に解決できる。汚泥中の有機物がほぼ完全にガス化すると同時に、灰分まで溶解してしまうため、汚泥の脱水、焼却、および埋立処分が不必要となる。混合下水汚泥と余剰活性汚泥の膜分離嫌気性消化の実験を平膜および中空系膜モジュ-ルについて実施した。平膜モジュ-ルでは、ガラス瓶が熱応力のため破損して実験が継続できなくなる事故が続いたので、プラスチック製消化タンクを開発して余剰汚泥の実験に使用した。混合汚泥の消化温度は、25°C、35°Cおよび50°Cである。余剰汚泥は35°Cの消化とした。50°Cでは安定した消化はできなかった。決果は以下の通り。(1)透過液のCODcrは200mg/l以下である。(2)MLSSを30,00040,000mg/lに維持できた。(3)VSS当りのガス発生量は余剰汚泥の方が約25%少ない。(4)生汚泥中の灰分は溶解して膜を透過し、全く蓄積しない。(5)消化タンク内汚泥の自己分解係数は、低温消化で0.0220.024/d、高温消化では0.007/dであり、高温消化の方が小さい。(6)消化ガスのメタン量はほぼ65%である。(8)メタン菌が阻害され、有機酸が蓄積すると回復に2ヶ月かかる。本年度は、中空系膜を用いる実験も行なっている。外径0.2mmのポリエチレン製中空系精密ろ過膜(孔径0.1mm)の末端を加熱圧接して閉塞し、内径30mm、長さ1mの管内に144本充填し、ポンプにより消化タンクの混合液を循環させた。膜透過は外圧式とし間欠的に吸引して行なった。MLSS濃度は約20,000mg/lで、十分な流速があれば中空系がかたまることなく、フラックスを維持できた。透過液の水質は平膜モジュ-ルの場合と同じであり、実用性があることが確認できた。本法では、低温消化の方が効率がよく、余剰汚泥が発生しない。特性はほぼ把握できたが、動力学的解析まだデ-タ不足である。当初の研究目的であった二相分離嫌気性消化に膜分離を組合せる方法よりも単相の膜分離消化には著しく優れた特徴があることが判明した。初年度は、容積3lのガラス瓶を反応槽とし、ホットプレ-ト付きマグネッティックスタ-ラ-で加温・撹した。マグネッティクスタ-ラ-で駆動する径75mmの膜モジュ-ルに限外ろ過膜を着装し、反応槽の混合液を吸引により分離、濃縮液を返送した。基質は実際の下水汚泥を使用し、1日1回投入した。次年度は、物質収支を測定するため反応槽容積を5lとし、モジュ-ルの径を150mmに増やした。最終年度では、反応槽をプラスチック製とし、機械撹拌に変更した。膜は中空糸とし、ポンプで強制的に循環した。この結果、長期間安定した運転が可能になった。実験結果は以下の通りである。(1)メタン発酵が正常に行なわれている時の膜透過液のCODは200mg/L以下である。(2)MLSS濃度は負荷を増すと増加し、40,000mg/L以上に達する。
知覚研究における重点課題とそのモデル論的検討

重点領域研究の申請の準備を行なって来た。その結果、次のことが決定された。a.重点領域研究の申請を行なう。b.申請領域名を「ヒューマン・インターフェイスのための視覚情報処理機構に関する心理学的研究」とする。c.研究は計画研究および公募研究をもって構成する。計画研究では、視知覚を基本として心理学的研究を実施する。公募研究では、関連する広範囲の学問領域から研究への参加を求める。具体的には以下のように研究が進められる。計画研究.主として、ヒューマン・インターフェイスとしての画像の認知的情報処理の心理学的研究を行なう。そのために、1.画像情報処理のうち比較的低次の情報処理と機能の問題を研究する。2.認知的情報処理と機能の研究では、より高次の情報処理の問題を扱う。このようにして、時空間情報のダイナミックな情報処理の様態を解明する。3.対象認知の生理心理学的研究では、視覚的な対象認知の神経生理学的機制を明らかにする。以上により、画像情報のヒューマン・インターフェイスとしての優れた点、利点を明確にする。4.情報処理モデル論的研究では、色覚・運動視・パターン知覚の動態をモデル論的に研究し、シミュレーションを試み、コンピュータ上でデモンストレーションを実現する。公募研究.学際的研究および応用的研究を考慮にいれて、計画研究を補完する。総括班.総括班は、研究が総合的に効率良く推進するよう総括するとともに、総合的研究を行なう。また、本重点領域関係のデータ・ベースを構築する。最後に、研究によって得られた画像情報処理および機能に関する知見に基づいて、応用研究または応用の方策を提言する。
多発性骨髄腫における予後不良因子としてのPU.1 発現低下を基にした患者層別化

我々はこれまでPU. 1の発現低下が骨髄腫の発症ないしは骨髄腫細胞増殖に関わっていることを示してきた。また、PU. 1の発現低下が症例数は少ないものの、骨髄腫患者にとって予後不良因子である可能性を示してきた。このPU. 1発現低下が骨髄腫患者の予後不良因子である可能性について、現在さらに骨髄腫症例数の蓄積を行っており、それぞれの患者について骨髄細胞についてCD138抗体ビーズを用いた骨髄腫細胞の純化を行うと同時にRNA抽出、DNA抽出、一部カルノア固定を行っている。既に、一部の患者に関しては、Real time PCRにてPU.1の発現の確認をおこなった。現在、骨髄腫患者を約60名以上予後追跡調査中である。また、骨髄腫の予後因子として知られているt(4 ; 14), t(11 ; 14), t(14 ; 16), t(14 ; 22)についてFISHプローブの作成しカルノア固定した骨髄腫細胞についてFISHを施行中である。一方、患者由来骨髄腫細胞におけるPU. 1とIRF4(MUM1)の発現の予後に及ぼす影響に関しても、上記のように現在症例数の蓄積及び純化骨髄腫細胞でのPU1のReal Time PCRと同時にIRF4のRealTimePCRを行っている。骨髄腫患者の予後は、プロテアソーム阻害剤(ベルケイド)などの分子標的治療薬の登場により改善傾向にあり、長期的な観察が必要と思われる。しかし、中には、ベルケード難治性の患者も多く存在し、その予後不良因子はいまだ未知である。予後不良因子を同定することは、治療法の早期変更にもつながり、重要であると考えられる。多発性骨髄腫は、難治性の血液疾患であり、治癒に向けては、患者層別化や新たな分子標的の同定が必要と考えられる。我々は、これまで、NF-kBやPU.1などの転写因子が、分子標的、患者層別化に寄与する可能性を示してきた。今回、PU.1にMUM1(Multiple Myeloma Oncogene 1 or IRF4)を加えることにより、さらに患者層別化を行い、また、多発性骨髄腫におけるPU.1とMUM1の発現の意義を明らかにすることを目的とした。CD138ビーズで純化した骨髄腫細胞において、(1)PU.1 low IRF4 low、(2)Pu.1 low IRF4 high、(3)Pu.1 high IRF4 high、(4)Pu.1 high IRF4 highの4群に分けて、予後の解析を行った。予後は、それぞれの群で有意差はないものの、Pu.1 low IRF4 highの群が予後不良な傾向にあった。また、テトラサイクリンオフのシステムを利用してPU.1を発現させた骨髄腫細胞株U266細胞にさらにIRF4を発現させたところ、IRF4は細胞増殖に影響をもたらさなかったことから、我々の実験系では、IRF4の細胞増殖作用は、PU.1の増殖抑制作用に勝ることはないと考えられた。また、PU.1結合部位のあるTRAILpromoter領域のプローブを用いたゲルシフトアッセイを行ったが、その結果にて骨髄腫細胞株において報告されているようなPU.1とIRF4が協調して働いていることは示唆されなかった。今後は、PU.1、IRF4の発現による予後の有意差を確認するために、さらに症例を蓄積し、解析する予定としている。
蛍光ガラス線量計を用いた定位放射線照射の高精度な線量評価に関する研究

本研究は、頭蓋内及び体幹部の定位放射線照射の高精度な線量評価の確立を目指して、蛍光ガラス線量計を利用した定位放射線手術Stereotactic Radiosurgery (SRS)及び定位放射線治療Stereotactic Radiotherapy (SRT)の極小照射野の高精度な線量評価を行うことを目的とする。本研究において、以下の点を明らかにした。GRDの放射線治療領域における線量評価への応用を目指して、GRDのエネルギー特性、再現性、線量直線性、方向依存性などの物理特性を評価した。これらの結果から、GRDは放射線治療領域の線量評価の新しい有用な検出器として応用できることを明らかにした。また、実際の治療装置の線量測定に応用し、その有用性を明らかにした。2.リニアック装置、ガンマナイフ装置の極小照射野の出力係数と線量プロファイルの測定蛍光ガラス平板素子(Glass plate dosimeter : GPD,30mm長さ×30mm幅×1mm厚)を作成し、その蛍光読取装置を旭テクノグラス(株)と共同開発した。本GPDシステムは、他の検出器と異なり、出力線量と線量プロファイルが同時に読み取れる特徴をもつ。本線量計を用いて、リニアックによる極小照射野、及びガンマナイフの出力測定と線量プロファイルの測定を行った。いろいろな固体検出器やフィルムとの比較、さらにEGSnrc (BEAM code)モンテカルロ計算との比較から、GPDシステムの有用性について検証した。本研究成果から、開発したGPDは、定位放射線照射の高精度な線量評価に有用な検出器であることが明らかになった。3.研究総括と今後の研究課題本研究において、蛍光ガラス線量計を用いた定位放射線照射の高精度な線量評価の確立を行った。今後の研究課題としては、近い将来フィルムレスになることが予想され、フィルムに代わる検出器として、蛍光ガラス平板線量計システムを強度変調放射線治療(IMRT)の線量評価に応用することである。本研究は、定位放射線照射(SRI)の高精度な線量評価の確立を目指して、蛍光ガラス線量計(GRD,GPD)を利用した定位放射線手術Stereotactic Radiosurgery(SRS)及び定位放射線治療Stereotactic Radiotherapy(SRT)の極小照射野の高精度な線量評価を行うことを目的とする。本年度は、以下の研究テーマについての研究成果を報告する。2.リニアック装置、ガンマナイフ装置の極小照射野の出力評価GRDを極小照射野の出力評価に応用し、その有用性を評価した。現在、極小照射野の線量評価に一般的に使用されているp型Si半導体検出器、ダイヤモンド検出器、電離箱との比較からGRDの有用性を明らかした。とくに、ガンマナイフの4mmコリメータの出力測定には現在有効な線量計がなく、GRDはガンマナイフの線量管理に有用な検出器となることを示した。3.ガンマナイフの装置間の違いによる出力係数の評価GRDを用いた5施設(国内4、米国1)のガンマナイフ装置の出力係数の比較検証を行った。同一の検出器で評価した国内外の装置間の比較は国際的にも稀な試みであり、GRDを用いた郵送測定によって可能となった。

今回の5施設のガンマナイフの出力係数は、よく一致することが検証できた。今後の研究計画は、さらに蛍光ガラス平板線量計(Grass plate dosimeter, GPD)を開発して、出力線量とその線量プロファイルを同時に評価するシステムを構築する予定である。このシステムは、将来的には強度変調放射線治療(IMRT)の線量評価にも有用となる。また、今後病院においてはフィルムレスになることが予想され、蛍光ガラス平板線量計はフィルムに変わる検出器と期待される。本研究は、頭蓋内及び体幹部の定位放射線照射の高精度な線量評価の確立を目指して、蛍光ガラス線量計を利用した定位放射線手術Stereotactic Radiosurgery (SRS)及び定位放射線治療Stereotactic Radiotherapy (SRT)の極小照射野の高精度な線量評価を行うことを目的とする。本年度は、新たに開発した蛍光ガラス平板線量計システム(蛍光ガラス平板素子とその蛍光読取装置)を用いて、リニアック装置の極小照射野及びガンマナイフ装置の線量評価の確立を行った。1.リニアック装置、ガンマナイフ装置の極小照射野の出力係数と線量プロファイルの測定極小照射野の高度線量評価を目指して、蛍光ガラス平板素子(30mm長さ×30mm幅×1mm厚)を作成し、その蛍光読取装置を旭テクノグラス(株)と共同開発した。この蛍光ガラス平板線量計システムの特徴は、他の検出器と異なり、出力線量と線量プロファイルが同時に読み取れることである。本線量計を用いて、リニアック装置による極小照射野、及びガンマナイフ装置の出力測定と線量プロファイルの測定を行った。同時に、比較検出器として、出力測定では半導体検出器、電離箱線量計、ダイヤモンド検出器、蛍光ガラスロッド線量計、線量プロファイルではガフクロミックフィルムや半導体検出器による測定、さらにEGS4 (BEAM code)モンテカルロ計算と比較し、蛍光ガラス平板線量計システムの有用性について検証した。本研究成果から、開発した蛍光ガラス平板線量計は、定位放射線照射の高精度な線量評価に有用な検出器であることが明らかになった。2.研究総括と今後の研究課題本研究において、蛍光ガラス線量計を用いた定位放射線照射の高精度な線量評価の確立を行った。今後の研究課題としては、近い将来フィルムレスになることが予想され、フィルムに変わる検出器として、蛍光ガラス平板線量計システムを強度変調放射線治療(IMRT)の線量評価に応用することである。