hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
劇症型樹木萎凋病の発病メカニズムに関する分子生物学的研究

さらに、病原菌感染後の寄主の防御反応を樹種間で比較するため、野外に生育している成木と鉢植えした苗木を対象にし病原菌を人工接種し、その後の防御反応を材内に生成される防御物質の時空間的な変動を追うことにより調査した。その結果、エラグ酸、没食子酸、カフェー酸などポリフェノール性二次代謝産物に感染に伴う変動が認められ、これら物質を指標に防御応答を研究する手がかりが得られた。マツ枯れに関しては病原体の純系化に成功し、これにより分子生物学的な再現性のある研究が可能になった。さらに、病原線虫感染に始まる寄主-寄生者間の分子応答に関する研究を進めたが、その中でも成果が得られたのは、病原体側の感染応答であった。この研究に於いては、感染にかかわる病原体側物質を網羅的に、かつ分子生物学的に解析し、宿主樹体内で異常に増加生成される線虫表皮タンパク質を発見し、その化学的同定に成功した。寄主-寄生者間の分子応答において、この物質のエリシター作用が想定される。また、これに基づき寄主の感染応答遺伝子の探索を進めたて来たが、残念ながら、これまで寄主の感染応答遺伝子を特定するに至らず、現在も研究を継続中である。一方、ナラ枯れに関しては媒介昆虫の役割やこの疾病に関わる微生物を研究してきたが、そこで明らかになった事実は、(1)媒介昆虫の樹体内における亜社会性行動の実態や、(2)この媒介昆虫の体内に潜み伝播される菌類の生態や、坑道内での群集構造、(3)病原菌感染後の寄主体内における二次代謝産物の動態などで、いずれも本病を理解する上で重要な新知見を加える事ができた。さらに、本病を生物学的に防除するために天敵微生物の探索を実施中であるが、これまでにいくつかの候補微生物を得る事に成功しており、今後順次その野外での防除効果を確認する予定である。以上のように、二つの劇症型森林萎凋病の防除法確立のために必要な基礎知見を明らかにする事に成功しており、今後の未解決課題の研究遂行も併せて、これら流行病の防除法確立に貢献することが可能となろう。
地方都市郊外住宅団地のソーシャルキャピタル形成と人口維持との構造分析に関する研究

地方都市の郊外住宅団地を対象に、都市構造や交通施設の整備状況と人口動態の関係を明らかにした。その結果、公共交通については、主要駅までの距離が小さい地区での交通施設整備や住宅供給が、自動車交通については、新たな幹線道路整備よりも、地区の道路密度を高めていく方が人口・世帯数の安定に繋がっていた。さらに、郊外住宅団地の住民意識調査から、物的環境だけでなく、まちづくり活動等の社会的環境も充実した団地において、継続居住意向が高いことが明らかとなった。1.「暮らしやすさ」や「ソーシャルキャピタル」に関する指標の整理と定量評価手法の検討暮らしやすさやソーシャルキャピタルに関する指標の整理と定量評価手法を検討した。暮らしやすさに関する指標は、住宅そのものや地域の住環境にもとに定量化する方法を、ソーシャルキャピタルに関する指標は自治会型の地域に根ざした活動・NPO型のテーマに対応した活動の両面によるコミュニティ活動の活発を定量化する方法を整理した。これらを平成23年度に実施する郊外住宅団地を対象としたアンケート調査により確認する。2.東北6県の人口動態(人口増加地域、減少地域の分布)の把握国勢調査に関する地域メッシュ統計データ(2000、2005年)を用いて東北6県の人口動態(人口増加地域、減少地域の分布)を分析した。その結果、この時期、宮城県もこの時期に人口減少に転じ、東北地方の全ての県で人口減少していた。さらにGISを用い、地域メッシュ毎の人口増減を算定し、人口増加地域と減少地域の分布の特徴を把握したところ、減少地域の方がやや多いが、人口減少下にあっても全ての地域で一様に人口減少しないことを明らかにした。3.秋田県における郊外住宅地の人口動態の把握人口減少期下における詳細な郊外住宅地の人口動態の地域的特徴を明らかにするため、東北6県中で一番人口減少率の高い秋田県を対象に、県庁所在地の秋田市とその周辺市町の人口増加・減少地域メッシュのレイヤー分析を行ない、視覚的に人口増減地域の特徴と分布を把握した。その結果、線引き都市計画区域を持つ秋田市と、非線引き都市計画区域を持つその他の市町で特徴が異なることを明らかにした。特に非線引き都市計画区域を持つ市町では、都市計画区域内の中心地域(用途地域)周辺の用途白地地域で、人口増加地区と減少地区が近接してモザイク状に分布する様子が確認された。1.近畿圏外縁部の郊外戸建て住宅団地の人口動態の分析近畿圏南部の作成した地域メッシュ(500mメッシュ)での人口動態地図、土地利用図、都市計画図等をGIS上でレイヤー化し、都市構造と人口増加地域、人日減少地域の地域特性を把握した。さらに和歌山県和歌山市を対象に、町丁・字別に詳細な人口動態を分析するとともに、都市・住宅計画資料から19602000年に開発された住宅団地(計画戸数200戸以上)を把握し、アンケート調査の対象とする住宅団地を選定するための基礎資料を作成した。その結果、和歌山市北部の12団地を選定した。*所属研究機関を変更したため、当初計画よりケーススタディ地域を和歌山県に変更した。2.郊外戸建て住宅団地における「暮らしやすさ」に関する調査上記で選定した和歌山市の郊外戸建て住宅団地の住民を対象に、居住歴、住宅や地域の住環境、今後の定住意識、地域活動等のソーシャルキャピタルに関する項目等に関するアンケート調査を実施した。これらの項目が、人口動態や継続居住の意向とどのような関係があるか分析を行った。その結果、公共交通や道路のアクセス等の物的環境のほか、近所付き合いや自治会活動の活発さなどの社会環境に関する項目も継続居住の意向と関係があることが明らかになった。また分析の際に、近年の新規入居者や今後の転居希望者といった特に住宅団地の人口動態に密接に関わる住民層に着目し、これらの住民の回答より「暮らしやすさ」-「ソーシャルキャピタル形成」-「人口維持」の構造モデルの検討を行った。1)住宅団地の「暮らしやすさ」に関する指標と人口動態の構造分析前年度に選定した和歌山県和歌山市の郊外住宅団地12団地の住民を対象に、「暮らしやすさ」関する指標や、「ソーシャル・キャピタル」形成に関する指標について住民意識調査を実施した。調査から得られた各団地の物的環境、社会的環境の評価結果について、「暮らしやすさ」ー「ソーシャル・キャピタル形成」ー「人口維持」という構造モデルを検討し、これらの構造モデルについて、変数間の因果関係を検証するのに有用な統計手法である構造方程式モデリングを用いて分析した。その結果、物的環境(交通条件、インフラ条件等)と社会環境(近所づきあい、地域活動の活発さ等)の双方の評価結果が高い団地ほど、継続居住意向が強い、すなわち人口維持につながることが明らかとなった。さらに、その中でも社会環境の方がより優位に継続居住意向に寄与していることも明らかとなった。2)地方都市の郊外住宅団地の人口維持に向けた方策や課題の提示上記の結果から得られた知見を整理し、地方都市の郊外住宅団地の人口維持に向けた方策や課題を提示した。

具体的には、(1)個々の郊外住宅団地内の集約(団地周辺部に拡大したインフラの整っていない地区の集約化)、(2)郊外住宅団地間の再編(物的環境による絞り込みに加え、社会環境の評価の高い=継続居住意向の強い団地への撤退も含めた再編)モデルを提示した。所属研究機関が、平成23年10月より秋田県立大学から和歌山大学となったため、当初予定していた郊外住宅団地の居住者に対する住環境評価に関するアンケート調査の対象地域を、秋田市から和歌山市に変更したが、平成23年度中に調査も完了し、当初の予定通り概ね順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。郊外住宅団地の居住者に対する住環境評価に関するアンケート調査の集計および分析を進め、郊外戸建て住宅団地における「暮らしやすさ」・「ソーシャルキャピタル形成」・「人口維持」という構造モデルを構築・分析することで、郊外住宅団地を維持していくための条件を明らかにする。
脂質クオリティ分析を基軸とした泌尿器腫瘍の新規疾患マーカーの同定と検証

本研究は、独自に開発したイノシトールリン脂質(PIPs)の高感度・高分離測定技術を用いて、罹患率が上昇している難治性固形がんの新規臨床マーカーの同定を目的としている。具体として、PIPs代謝異常との関わりが報告されている泌尿器がんにおいて、ヒト患者検体を用いたリピドミクス解析を行い、そのプロファイルと臨床因子、治療反応性・副作用、予後、遺伝子多型などを多元的に解析することで診断、治療、予後に影響するマーカー分子の同定を目指す。これまでの研究で解析ヒト腎がん患者のリピドミクス解析を実施し、イノシトール1リン酸(PIP1)量が、悪性度、進行度と相関することを見出した。さらに、詳細な解析を進めた結果、PIP1高値の患者の5年無転移生存率は96.2%であったのに対し、PIP1低値患者群の生存率は67.0%と術後組織中のPIP1量により術後再発、生命予後予測を行えることを明らかにした。現在、至適カットオフ値の設定を行っている。また、腎がん以外にも前立腺がん患者ならびにそのモデルマウスでのリピドーム解析を実施し、イノシトールリン脂質のアシル鎖の飽和状態の変化が前立腺がんの発症・進展に影響を及ぼし得るデータを獲得している。ヒト腎がん患者、前立腺がん患者のリピドーム解析を実施し、発症、進展ならびに予後予測可能な分子マーカーを発見した。今後は血液サンプル等での解析を予定している。ヒト腎がん前立腺がん患者の血液検体での解析を進めることで、泌尿器がんの予防・診断・治療法開発に資する研究基盤の形成を目指す。本研究の成果は、新たな医薬品の創製へと繋がる可能性が高く、また、疾患マーカー脂質の発見による早期診断法ならびに術後予後予測法の確立は、国民の健康維持と医療費削減に繋がるなど、経済的・産業的に大きな波及効果も期待される。今年度は費用対効果がよく、最小限の支出で十分な成果を上げることができた。そのうえで、次年度の研究で消耗品の支出が増えると予想したので次年度使用額が生じた。
アクティブキャスタを応用した５輪電動車いすの設計と制御に関する研究

全方向移動ロボットのための駆動輪機構であるアクティブキャスタを利用して、手動車いすを電動化する後付け電動システムを開発した。車いす後方にアクティブキャスタを1輪搭載し、その操舵軸、車輪軸を電動モータにより制御することで通常の電動車いすと同様の操縦感覚で運転ができる。また、アクティブキャスタと車いすの相対的位置を変化させるリンク機構を開発し、前輪を床面から浮かせその状態を維持しながら走行する「静的ウィリー」を提案、この動作を活用した段差昇降アルゴリズムにより10cmの段差の乗り上げと降下動作を実現した。さらに、一連の段差昇降動作の複雑な操縦手順を用意に実行するための半自動化システムを開発した。本格的な高齢化社会に向けて,身体能力の衰えを補助する機器,特に介護者の負担となる被介護者の移動を支援する機器の研究開発はますます重要性を増している.高齢者や障害者を含め,今後広範囲を安全に移動できるシステムは,利用者本人のみでなく,介助・介護者の負担軽減に寄与する.本研究では,近年その需要が伸びている簡易電動車いす(手動車いすに電動化装置を装着したもの)に注目し,車いす電動化のための新たな駆動システムを提案する.具体的には応募者が移動ロボットの研究にて考案したアクティブキャスタ1輪を車いす推進機構として応用し,5輪構成の車いすの設計と制御につき研究する.路面の状況に応じて駆動輪の位置/高さを変更し,安全で快適な操作性と高い不整地踏破性能を有するロボット車いすシステムを開発する.段差昇降制御について、10cmの段差から安全に下降する動作アルゴリズムについて検討を行い、その力学モデルを構築した。この結果を利用して10cmの段差の昇降動作を試作機を用いて実現した。また、双輪キャスタの試作機について、その性能を評価できる試験システムを作成した。段差を昇降する際の車輪駆動や駆動輪位置などの変更を行う、車輪段差昇降アルゴリズムの半自動化を行った。段差の高さや段差と車いすの距離をレーザレンジセンサを用いて自動的に計測し、段差へのアプローチや、車いすと段差の相対的位置関係、および車いすの姿勢などを実時間で認識し、各段差昇降動作における動作を制御するシステムを開発した。具体的には段差に対する動作の開始タイミングやアクチュエータの動作順序、あるいは駆動輪の車輪と操舵の速度比とあわせて駆動輪と車いすの相対位置を制御するアクチュエータの協調制御を自動化した。この目的を実現するためにPC上で稼働する制御プログラムを構築し、車いす利用者が画面上のボタンにより行いたい動作の選択と開始を指示するのみで、段差の昇降動作を実現した。これにより操作者の負担軽減を行い、確実な段差昇降動作を行うシステムを実現した。各動作順序を以下に説明する。段差登り動作:段差下にて、段差高さとそこまでの距離を計測し、段差まで接近する。次に、前輪を段差高さまで浮上させる静的ウィリーを行い、段差上に前輪を乗せる。その後、駆動輪を下降させることで車いすの大車輪を持ち上げる。この際に大車輪と段差角の接触を確保する。最後に段差上にて再び静的ウィリー状態となり、大車輪にブレーキを作動させたのちに駆動輪を段差側壁に押し当てながら、段差上に上げる。段差降り動作:段差上にて、段差高さとそこまでの距離を計測し、段差まで接近する。次に前輪を浮上させる静的ウィリーを行い、段差角に大車輪がくるまで車いすを移動乗せる。ここで大車輪のブレーキを弱めに作動させ、大車輪をゆっくり回転させながら、大車輪を段差下まで降下させる。その後、前輪を床面に設置させ、車いす全体を推進しながら駆動輪の段差降下を行い、段差降下動作を完了する。本研究では,簡易電動車いすに装着した1輪のアクティブキャスタを推進機構とする5輪構成の車いすの設計と制御につき研究を行った.路面の状況に応じて駆動輪と車いすの相対的な位置/高さを変更し,安全で快適な操作性と高い段差踏破性能を有するロボット車いすシステムを開発した.あわせて,車いすの折り畳み構造に対応したリンク構造と小型車輪機構を開発した.アクティブキャスタと車いすの相対的な位置/高さを変更するための直動アクチュエータを備えたリンク機構を提案し,段差昇降アルゴリズムを検討した.特に,車輪機構を車いす後方に離すことで,車いすの前輪を静的に床面から浮かせる静的ウィリーと呼ぶ独自の動作方式を提案した.これにより,従来動的なバランスを必要としたウィリー動作が安全に行うことが可能となり,また,前輪の浮上高さを駆動輪の動作で調整できることから,高い段差へのアプローチが実現できて.さらに,駆動輪の位置/

高さ変更するリンク機構を利用し,車いすの大車輪を浮上させる方法,および駆動輪を段差上に持ち上げる方法をそれぞれ提案した.これらを組み合わせて段差踏破を実現できた.また,段差降下動作にも,静的ウィリーを利用して,衝撃力の少ない段差降下を実現した.これらの段差昇降アルゴリズム実行の煩雑さを解消するための半自動化システムを開発した.車いすの左右に段差高さや車いすの傾斜角度などを測定できるレーザーセンサを搭載し,段差高と車いすからの距離を測定することで,段差昇降アルゴリズムを自動で実行するシステムを構築した.搭乗者の段差昇降開始指令により動作を開始し,段差昇降を自動で実施し,終了後はジョイスティックによるマニュアル操作に移行する.実験により,半自動化システムにより,段差昇降が可能であることを実証した.全方向移動ロボットのための駆動輪機構であるアクティブキャスタを利用して、手動車いすを電動化する後付け電動システムを開発した。車いす後方にアクティブキャスタを1輪搭載し、その操舵軸、車輪軸を電動モータにより制御することで通常の電動車いすと同様の操縦感覚で運転ができる。また、アクティブキャスタと車いすの相対的位置を変化させるリンク機構を開発し、前輪を床面から浮かせその状態を維持しながら走行する「静的ウィリー」を提案、この動作を活用した段差昇降アルゴリズムにより10cmの段差の乗り上げと降下動作を実現した。さらに、一連の段差昇降動作の複雑な操縦手順を用意に実行するための半自動化システムを開発した。新しい電動化ユニットを用いた車いすの動作解析と実験結果に基づいた改良検討を行う。研究内容を統合して、車いすの搭載でき、折りたたみ機能にも対応可能なアクティブキャスタを備えた電動化ユニットを設計する。また、車いす使用者の操作が煩雑にならないよう、わかりやすいユーザインタフェースによる運転支援システムの検討を行う。車いす推進のための駆動ユニットの性能、および段差昇降動作のための駆動ユニットの機構条件およびそのアルゴリズムを試作機で確認することができた。今後は折りたたみができ、簡易電動車いすとして扱うことが可能な取り付け構造について検討を行う。機械力学、機械制御データ整理、実験補助などの人件費として支出予定であったが、多量のデータ取得実験は次年度に延伸となったため。次年度に実施する実験におけるデータ整理、実験補助などの人件費として支出する予定である。
戦前期日本の幼稚園における音楽活動の展開に関する総合的研究

本研究は、戦前期日本の幼稚園における音楽活動を理念・教材・教育方法・カリキュラム・実践の側面から総合的に検討することを通して、その成果と課題を明らかにすることを目的とした。具体的には、(1)松本幼稚園(長野)、及び愛珠幼稚園(大阪)における音楽活動の実態、(2)保育者による音楽活動研究、(3)小学校音楽教育関係者による幼児期の音楽活動への関与の実態、(4)幼児向け唱歌教材、及び保育における器楽活動の変遷について明らかにした。これら成果は、保育者や音楽教育研究者が、乳幼児の音楽活動についての、自らの歴史的な立ち位置を確認し、批判的に省察する際の一助になると考える。平成25年度は本研究課題の目的・計画内容を遂行するため、1基礎史料、及び具体的な分析対象となる史料の収集・整理、2論文の執筆を行った。1について、具体的には、戦前期幼稚園における唱歌実践(特に明治期)、器楽実践に関する先行研究と史料の収集と整理を行った。2については、「大正から昭和初期の倉橋惣三における唱歌・遊戯論」(『白梅学園短期大学・大学紀要』第50号、平成26年3月)と題し、大正から昭和初期における倉橋の唱歌及び遊戯に関する言説を検討し、その特質と歴史的意義を明らかにすると同時に、保育における音楽活動の思想史に位置づけることを試みた。その過程で、戦前期幼稚園における音楽活動の史的展開及び、先行研究の概要、保育実践における音楽活動の目的、小学校における唱歌の目的、現在への示唆についても触れた。また、日本音楽教育学会第44回大会(平成25年10月12日、弘前大学)では、プロジェクト研究I「音楽教育学における『記録』」パネリストとして、「史料としての保育実践記録を考える」と題した報告を行った。報告は、筆者の研究にもとづいて、日誌や実践記録を研究史料として用いる際の課題を提示することを目的とした。その過程で、研究対象となる幼稚園に残された記録を比較検討し、そこから何を読み取ることができるのかを整理した。その他、関連する複数の学会(日本保育学会、日本音楽教育学会、音楽教育史学会等)に参加し、研究方法、データ分析上の視点に関する示唆を得た。平成24年度は本研究課題の目的・計画内容を遂行するための、基礎史料、及び具体的な分析対象となる史料の収集、翻刻・整理を主に行った。収集した史料はいずれも、先行研究では詳細に分析されてこなかったデータを含んでおり、これらを丁寧に翻刻・整理することは、本課題達成の基盤となる作業である。具体的には、愛珠幼稚園における保育日誌(明治20年代30年代)の翻刻を行い、テキスト・データ化した。また、松本幼稚園における保育日誌(明治20年代30年代)、及び関連史料を新たに収集した。また、「第3回音楽教育の研究方法を学ぶ会」(2012年6月30日、共立女子大学)では、「二項対立的な分析視点をいかに越えるか?ー昭和初期における「保育者」と「音楽(教育)の専門家」の言説分析を通してー」と題した話題提供を行った。ここでは、1小学校関係者と保育関係者が出席した「低学年幼稚園座談会」(『幼児の教育』31巻5号、昭和6年5月)、及び2音楽(教育)関係者と保育関係者が出席した「幼稚園の唱歌について」(『幼児の教育』40巻7号(昭和15年7月)という二つの座談会を取り上げ、両座談会の出席者の言説分析の結果を報告した。そして、1対象となる人をどういう文脈の人かを捉える必要がある、2専門家かどうかではなく役職によって言説のニュアンスが異なってくる、3言説をどのように使って研究を組み立てていくか、などの意見が出た。研究方法に関することとしては、1言説を解釈するためには背景をしっかり見ていく必要があること、2二項対立的な分析枠組みに囚われずデータを整理していくことの必要性などが指摘された。その他、関連する複数の学会(日本保育学会、日本音楽教育学会、音楽教育史学会、教育史学会等)に参加し、研究方法、データ分析上の視点に関する示唆を得た。本研究は、対象時期を戦前期に設定し、幼稚園における音楽活動の内容と特質、内容の形成に影響を与えた背景を解明し、その史的展開を理念・教材・教育方法・カリキュラム・実践の側面から総合的に検討することを通して、戦前期日本の幼稚園における音楽活動実践の成果と課題を明らかにすることを目的とした。平成26年度は、1明治期愛殊幼稚園(大阪)における音楽活動の実態、2小学校音楽(唱歌)教育との関係(東京高等師範学校附属小学校訓導・小林つや江の思想・実践、日本教育音楽協会の活動を中心に)、3唱歌教材作成の変遷と昭和初期の実態(昭和初期については日本教育音楽協会編『エホンシヤウカ』を中心に)、4戦前期保育における器楽活動の展開等について明らかにした。

当該年度研究の成果・意義としては、第一に、これまで明らかにされてこなかった戦前期幼稚園における音楽活動実践に関する歴史的事実の解明・蓄積があげられる。特に、関西地区の幼稚園は、我が国の保育の発展において大きな役割を果たしてきたにもかかわらず、音楽活動の史的展開においてはその歴史的意義が明確ではなく、その解明のためにも、まずはデータの蓄積が不可欠であろう。第二に、唱歌や器楽活動の展開について、通史的に考察し、戦後への成果と課題を明らかにしたことである。第三に、小学校音楽教育関係者が幼児期の音楽活動にどのように関与したのか、その実態を明らかにしようとしたことである。本研究では、主に教材レヴェルでの関与を検討した。これらの成果は、保育者や音楽教育研究者が、乳幼児の音楽活動についての、自らの歴史的な立ち位置を確認し、批判的に省察する際の一助になると考える。音楽教育学本年度は、上述の通り、1戦前期幼稚園における唱歌実践、器楽実践に関する先行研究と史料の収集・整理、2大正から昭和初期倉橋惣三の唱歌・遊戯論に関する論文執筆をおこなった。資史料の収集について、特に器楽実践に関するまとまった先行研究が少なく、継続して、収集すると同時に、一次史料から実態を探っていく必要があると感じられた。倉橋の唱歌・遊戯論に関する論文は、戦前期幼稚園における音楽活動の全体像を見据えた視点も含んでおり、平成26年度に本課題のまとめをするにあたって、意義あるものになった。また、日本音楽教育学会第44回大会ロジェクト研究I「音楽教育学における『記録』」において、研究対象となる幼稚園に残された記録を比較検討したことも、個別の事例をまとめていくにあたって有意義な作業となった。本年度は、上述の通り、1愛珠幼稚園関係史料の翻刻・整理、松本幼稚園関係史料の収集、2関連文献の収集など、基礎データの整備に多くの時間を費やした。そのため、それらのデータについて、目的・計画に基づく視点で分析を進めるという作業に遅れが生じた。しかしながら、収集した史料はいずれも、先行研究では詳細に分析されてこなかったデータを含んでおり、これらを丁寧に翻刻・整理することは、本課題達成に不可欠な作業であったと考える。また、「第3回音楽教育の研究方法を学ぶ会」における話題提供の内容は、次年度遂行予定の課題を先取りしたものであり、その分、本年度計画の達成に影響を与えたものと考えられる。当該研究会は、具体的な事例に基づきながら、音楽教育史研究の方法を検討する研究会であり、ここでの指摘や議論は今後の研究にとっても示唆に富んだものであった。平成26年度はこれまでの研究成果を総括する年度となり、より整理された研究計画が必要だと考える。そこで、以下3つの作業課題を設定し、研究を推進していく予定である。1.各作業課題について、資史料の分析結果を論文や報告にまとめる。2.論文・報告の執筆過程で、課題達成にとって不足した資史料を収集し直す。3.戦前期幼稚園における音楽活動実践の全体像を示す。1具体的な分析に進み、研究を推進していくためには、史料の翻刻・整理等、基本的な基礎データの整備作業の完成が必要となる。自らの作業を急ぎ進めると同時に、次年度直接経費のうち、「物品費」を抑え、「人件費・謝金」を増額するよう、予定を修正したい。増額した分は、史料の翻刻・整理作業に協力してくださる方への謝金とする。
培養神経細胞とアストロサイトによる家族性片頭痛の疾患モデル構築と分子機構の解明

片頭痛は重度の頭痛と悪心、嘔吐、光過敏、音過敏などを反復し、生活を阻害する疾患である。本邦では約840万人が罹患している。片頭痛の病態に皮質拡延抑制(CSD)と三叉神経血管系の炎症が関与しており,アストロサイトの役割が注目されている.ラット脳を用いて高純度アストロサイト培養系を確立した。大脳皮質,線状体,脳幹を分離したグリアを増殖培地,高濃度血清条件で培養し振盪法により高純度アストロサイトを回収した.GFAPの免疫染色にてアストロサイトを同定した.培養アストロサイトにおけるCaの変動を蛍光マーカーを用いて検討した.Matrix Metalloproteinase-9)(MMP-9)は脳虚血,CSD,炎症との関連が注目されている.片頭痛患者(84例)および非頭痛健常対照者(61例)から血漿を採取しMMP-9をELISA法により定量評価した.頭痛発作間欠期の片頭痛群でMMP-9が非頭対照と比較して有意に上昇していた.サブスタンスP(SP)、カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)、アンジオテンシン変換酵素(ACE)は、三叉神経血管系の侵害受容機序との関与が示唆されている。発作間欠期の片頭痛患者ではSP、CGRPが有意に上昇していた。ACEは前兆のある片頭痛患者で上昇していた。また,片頭痛患者103例の共存症を調査した(前兆のある片頭痛16例,前兆のない片頭痛87例).調査疾患項目は第10回修正国際疾病、傷害および死因統計分類(ICD-10)から主要な16項目、78疾患を抜粋し構造化調査票を用いて罹患、既往を調査した。アレルギー性鼻炎21%、高血圧性疾患12%、喘息12%、うつ病11%、パニック障害6%、てんかん1%などの罹患があった。喘息,うつ病は炎症性機序,セロトニン代謝障害など片頭痛と共通の病態が推定された.MMP-9の上昇とも関連するものと考えられた.培養アストロサイトにおけるMMP-9、CGRPの役割のさらなる検討が必要である.片頭痛は重度の頭痛と悪心、嘔吐、光過敏、音過敏などを反復し、生活を阻害する疾患である。喘息,うつ病は炎症性機序,セロトニン代謝障害など片頭痛と共通の病態が推定された.MMP-9の上昇とも関連するものと考えられた.培養アストロサイトにおけるMMP-9、CGRPの役割のさらなる検討が必要である.高純度アストロサイト培養系を確立した.胎性14,16,20日のラット脳から,実体顕微鏡下に,大脳皮質,線状体,脳幹を分離しグリア培養系を作製した.グリアを増殖培地,高血清濃度条件で培養し振盪法により高純度アストロサイトを回収した.GFAPの免疫染色にてアストロサイトを同定した.また,vimentin, O1,OX42などのグリア系細胞マーカーや,MAP2など神経マーカーについても検討した.臨床的には同意の得られた片頭痛患者84例,(平均年齢33.5±13.0(S.D.)歳)から,頭痛発作間欠期の血漿を採取した.対照として非頭痛健常者61例(平均年齢32.5±11.1歳)から血漿を得た血漿中matrix metalloproteinase-9(MMP-9)をELISA法により測定した.片頭痛群の血中MMP-9レベルは42.5±4.6ng/ml(平均±S.E)で,対照群の25.4±2.7ng/mlより有意に高値であった.

動物モデルにおいて皮質拡延性抑制(CSD)がMMP-9を誘導し,炎症性サイトカインの動態に関与することや,脳梗塞において血中MMP-9が上昇することが示されており,発作間欠期の片頭痛患者における血漿中MMP-9の上昇は三叉神経血管系の炎症,CSD,脳虚血などと共にその病態に関与している可能性を示唆するものである.さらに国際疾病分類(ICD-10)に準拠し共存症調査のための調査票を作製した.少数例におけるパイロット調査を経て,調査票を作製した.調査項目は大項目16疾患群(ICD-10,#115,#19),72疾患(甲状腺疾患,高血圧,脳梗塞,喘息など)とした.現在調査を継続しておりデータを集積中である.片頭痛の病態に皮質拡延性抑制(CSD)と三叉神経血管系の炎症が関与しており,アストロサイトの役割が注目されている.高純度アストロサイト培養系を確立した.胎性16日のラット脳から,大脳皮質,線状体,脳幹を分離しグリア培養系を作製した.グリアを増殖培地,高濃度血清条件で培養し振盪法により高純度アストロサイトを回収した.GFAPの免疫染色にてアストロサイトを同定した.培養アストロサイトにおけるCaの変動を検討した.Matrix Metalloproteinase-9(MMP-9)は脳虚血,CSD,炎症との関連が注目されている.同意のえられた片頭痛患者84例,非頭痛健常者61例から血漿サンプルを採取しMMP-9をELISA法により定量評価した.頭痛発作間欠期の片頭痛群でMMP-9が非頭痛対照と比較して有意に上昇していた.さらに,片頭痛患者の共存症を調査した。対象は前兆のある片頭痛16例,前兆のない片頭痛87例,合計103例である.調査疾患項目は第10回修正国際疾病、傷害および死因統計分類(ICD-10)から主要な16項目、78疾患を抜粋し構造化調査票を用いて罹患、既往を調査した。アレルギー性鼻炎21%、高血圧性疾患12%、喘息12%、うつ病11%、パニック障害6%、てんかん1%などの罹患があった。喘息,うつ病は炎症性機序,セロトニン代謝障害など片頭痛と共通の病態が推定された.MMP-9の上昇とも関連するものと考えられる.培養アストロサイトにおけるMMP-9の役割をさらに検討する予定である.
ステントグラフト内挿術後のエンドリークに対するMRIを用いた新しい評価法の開発

本研究において、我々は非造影シネMRIを用いることにより、ステントグラフト術後エンドリーク同定をより正確かつ低侵襲に行う方法を考案することとした。SSFP (steady-stage free procession)系のパルスシーケンスを用いた非造影シネMRIを用い、画像解析・統計学的解析を行うことで、腹部大動脈瘤ステントグラフト内挿術後患者のエンドリークを同定することができた。この方法を用いることにより、従来と比較して、より低侵襲に術後フォローアップ検査が行なうことのできる可能性がある。京都府立医科大学医学倫理審査委員会で臨床研究承認を得た後に研究を行った。腹部大動脈瘤ステントグラフト術後患者のうち、十分なインフォームドコンセントを行い同意の得られた患者30名に対し、従来通りのCTA (Computed Tomograohic Angiography)撮影とSSFP(steady-stage free-procession)系パルスシーケンスを用いた非造影シネMRI撮影を行った。得られた画像を画像解析ソフト・血流解析ソフトを用いて、ステントグラフト術後エンドリーク評価・解析を行なった。結果は、非造影シネMRIは、従来のCTAよりもステントグラフト術後エンドリーク同定において優位である可能性が示唆された。現在、その結果をまとめ、論文投稿・学会発表に向け準備を進めている。研究は、京都府立医科大学医学倫理審査委員会で臨床研究承認を得たのちに研究を行った。腹部ステントグラフト術後患者のうち、十分なインフォームドコンセントを行い、同意の得られた患者に対し、従来通りのCTAとSSFP系パルスシーケンスを用いた非造影シネMRI撮影を行った。得られた画像を、画像解析・血流解析ソフトを用いて、ステントグラフト術後エンドリーク評価・解析を行った。結果は、SSFP系パルスシーケンスを用いた非造影シネMRI撮影は、CTAと同等にエンドリークを指摘でき、かつ経時的にエンドリークの動態を評価できることが示された。この内容は現在論文作成中であり、論文投稿後に学会発表する予定である。SSFP(steady-stage free-procession)系パルスシーケンスを用いた非造影シネMRI撮影による大動脈瘤ステントグラフト術後エンドリーク評価法は、従来のCTAよりもステントグラフト術後エンドリーク同定において優位である可能性が示唆された。そのため、おおむね順調に進展していると評価した。27年度が最終年度であるため、記入しない。心臓血管外科現時点で得られた、SSFP(steady-stage free-procession)系パルスシーケンスを用いた非造影シネMRIによるエンドリーク評価法の有用性について、論文投稿や国内外での学会で発表を行う。また、引き続き対象症例数を増やし検討を行なっていく。さらに、非造影シネMRIでの血流解析が可能であるか、血流・画像解析ソフトなどを用いて解析を行っていく予定である。造影MRI/MRA撮影や4D flow MRI/MRA撮影によるステントグラフト術後エンドリーク評価法は、引き続き撮影を行い、画像解析や血流解析を進めていく。
ヒト体外培養卵子・受精卵に発現する遺伝子プロフィール解析と不妊症診療への応用

本研究ではマウス単一卵子から抽出したtotal RNAをRibo-SPIA法にて遺伝子増幅した場合の、遺伝子発現解析結果の信頼性を検討した。卵子に高頻度に発現する4遺伝子(H1foo, GAPDH, βActin, Eef1a)は、単一卵子からの微少RNAをサンプルとしても高い再現性を持って線形に増幅され、この増幅法により加齢による卵子の遺伝子発現変化を解析可能であった。本年度は、マウス各発生期卵子・受精卵のプロテオーム解析、単一卵子からのT7プロモータ法による全mRNAの増幅法の確立、マウス卵子・胚、およびヒト廃棄予定卵を用いた全mRNA増幅法の検討およびマイクロアレイによる解析を計画したが、全ての研究の基本となる卵子一個からの極微量mRNAの安定した抽出法、個々の卵子でのmRNA構成比率の検討と内部対照となりうる遺伝子の検索、QPCRによる増幅法の信頼性検証を重点的に解析した。Hlfoo,Eefla,KRAB_Chll-1,KRAB_Chll-2,KRAB6-1,KRAB6-3,KRAB6-4,KRAB6-5,KRAB6-6,KRAB6-commonを指標として、マウス単一卵子からのtotal RNAの至適抽出法とその信頼性を、QPCRによる増幅結果から検討した。まずマウス卵巣から抽出した1μgのtotal RNAを用いて合成したcDNAを段階的に希釈、QPCRにおけるInput total RNA量の検出限界を検討したところ、GAPDHを指標とすれば20pgのtotal RNAがあれば解析可能と考えられ、卵子一個のtotal RNAを定量的に解析することは可能であると考えられた。また、実際に卵子一個から抽出したRNAを用いて、同一遺伝子のCt値を求めると、1.5サイクルの差が生じることがわかった。さらに検討した遺伝子中では、H1Fooが卵子によるばらつきが少なく、Eeflaはこれに対してばらつきが大きかった。この他、マウス各発生期卵子をプロテオーム解析に向けて保存中であるとともに、T7プロモータ法による全mRNAの増幅について、試験的な検討を行っている。単一卵子のDNA microarrayによる遺伝子発現解析では、抽出されるmRNAが超微量であるため解析には遺伝子増幅が必須となるが、増幅法の最適化と、その信頼性は詳細に検討されていない。そこで、本研究ではマウス単一卵子から抽出したmRNAを、従来の2-stepT7 promotor-mediated transcription法と異なり、DNA増幅を基本とし、増幅から解析まで1日で終了するRNA-based single primer isothermal amplification法を用いて増幅した場合の、遺伝子発現解析結果の信頼性を検討し、さらにこの手法を用いて加齢による卵子の遺伝子発現変化を観察し、これを元に卵子の加齢変化に関わる分子生物学的機序を検討した。Ribo-SPIA法による遺伝子増幅産物と、増幅しない検体各々について、卵子に高頻度に発現する5遺伝子を定量的RT-PCR法にて測定した結果、増幅群でβactinの推定発現量が有意に高値となったが、他の4遺伝子の推定発現量は増幅群・非増幅群間でよく相関した。また卵子500個、および1個から抽出したtotal RNAをそれぞれ遺伝子増幅し、遺伝子発現microarrayにて解析したところ、全遺伝子の相関係数は0.83であった。さらに若齢マウスと44週齢以上の老齢マウスから採取した卵子を用い、単一卵子から抽出したtotal RNAを遺伝子増幅後、遺伝子発現microarray解析したところ、老齢マウスでは若齢マウスと比較して、細胞周期、細胞分裂の安定性に関与する遺伝子が低下する傾向が見られた。結論として、Ribo-SPIA法を用いた増幅遺伝子産物は卵子一個のtranscriptomeをよく反映していると考えられ、この系を用いて加齢によるマウス卵子の遺伝子発現の変化が単一卵子レベルでおこっていることが示された。
異種初期胚・子宮内膜脱落膜細胞共培養系を用いた胚受容機構の研究

I.子宮内膜間質細胞(ESC)in vitro脱落膜化系の確立未熟マウスよりESCを回収・培養し、培養液中にestradio(E、0.1nM)、progesterone〔P、100nM)を加え脱落膜化を誘起した。E/Pの添加によりESCは、紡錘形から円形の大型細胞へと変化すると同時に、脱落膜蛋白の一つであるデスミンの産生能を有するにり、超微形態学的にも細胞質内には粗面小胞体の発達を認めるなど、脱落膜細胞に特徴的な所見を有し、マウスにおけるin vitro脱落膜化モデルの作成に成功したと考えられた。in vitroマウス脱落膜化モデルを用いて着床過程における胚とESCとの相互作用を検討した。培養9日目にこのESC上にマウス胞胚を静置し共培養を行、さらにE/P添加または非添加の条件下で胞胚の単独培養も行い、経時的に培養胚の発育およびESCとの相互作用を比較検討した。性ステロイドの添加の有無にかかわらず単独培養胚は培養12日目には剥離、脱落するのに対し、共培養胚は増殖を続け、ESCは絨毛細胞のoutgrowthおよび胚の生存の維持を促進することが示された。また共培養においてE/P添加群は無添加群(対照群)に比して胚の面積が有意に増大し、E/P添加による脱落膜化誘起は胚のoutgrowthも促進することが示唆された。超微形態学的に対照群では絨毛細胞がESCの間に浸潤している像を認めるのに対し、E/P添加群ではin vivoと同様に両細胞の境界が明瞭であり、絨毛細胞のESCへの浸潤像は認めなかった。脱落膜は胚の増殖を促進する一方、絨毛細胞の浸潤を制御することが示された。さらに対照群のESCにおいても共培養によりE/P添加群で認められた脱落膜変化が観察され、胚から脱落膜化促進因子が放出されている可能性も示された。子宮内膜間質細胞in vitro decidualizationsystemの確立;ICR系未熟マウス(45週令)より子宮を摘出し、眼科用剪刀を用いて子宮角の縦軸に沿って切開を加えシート上に拡げた後、洗浄・細切し、0.25% collagenase type1にて消化後、数回ピペッティングを行い子宮内膜細胞を組織より離脱。5分間静置して未消化組織を沈降させた後、ポリエステルメッシュを用いて細胞懸濁液を濾過して得られた子宮内膜由来細胞を洗浄し、て24穴のプラスチックディッシュ上に1.5×10^5cell/mlの濃度で播種。10%FCS加DMEM培養液中で37°C,5%CO2,in airの条件下で60分間静置した後、培養液を交換時に接着性の悪い浮遊上皮細胞を除去した。回収子宮内膜細胞りのサイトケラチン(上皮細胞のマーカー)、ビメンチン(間質細胞のマーカー)に対する免疫組織染色を行い96.4%が子宮内膜間質細胞と考えられた。得られた子宮内膜間質細胞をE2(0.1nM)+P4(100nM)添加群、ステロイド非添加群に分けその形態学的変化を比較検討したところ、ステロイド非添加群は培養期間中に形態変化は認められなっかったが、E2+P4添加群では培養56日目より一部に細胞質の肥大した大型の細胞が出現し始め、14日後には核・細胞質ともに肥大した円形の大型細胞が多数出現した。透過型電子顕微鏡による超微形態の観察ではステロイド非添加群の細胞は710層に多層化したものの細胞質に乏しく、細胞間結合は認められなかったが、E2+P4添加群では細胞は23層に多層化したにすぎなかったが、円形大型細胞にはin vivoの脱落膜細胞と同様に細胞質は肥大し粗面小胞体の発達拡張を認め、細胞間結合を思わせる細胞膜上の変化を認めた。脱落膜化のメーカーとして従来より知られているデスミンの培養細胞における発現を、免疫組織染色により検定したステロイド非添加群ではデスミン陽性細胞を認めなかったが、E2+P4添加群では、小型細胞および円形大型細胞にデスミン陽性細胞の出現を認めた。

また共培養においてE/P添加群は無添加群(対照群)に比して胚の面積が有意に増大し、E/P添加による脱落膜化誘起は胚のoutgrowthも促進することが示唆された。超微形態学的に対照群では絨毛細胞がESCの間に浸潤している像を認めるのに対し、E/P添加群ではin vivoと同様に両細胞の境界が明瞭であり、絨毛細胞のESCへの浸潤像は認めなかった。脱落膜は胚の増殖を促進する一方、絨毛細胞の浸潤を制御することが示された。さらに対照群のESCにおいても共培養によりE/P添加群で認められた脱落膜変化が観察され、胚から脱落膜化促進因子が放出されている可能性も示された。
ヒト変形性股関節症における骨棘形成機序の解明-骨棘形成のメカニズムと細胞間情報伝達物質の関連-

本学整形外科における進行期股関節症に対する臼蓋回転骨切り術時および末期股関節症に対する人工股関節手術時に採取した骨棘組織のパラフィン包埋薄切切片に対して各種染色を行なった。その結果は以下の通りである。2、人工股関節手術時に得られた臼蓋上縁の骨IBARA棘(5名分、全例女性:55才72才)は層板状骨組織とこれに連続する関節腔内に面した線維性結合組織で構成されていた。骨組織では免疫組織染色でiNOS、ecNOS、IGF-1、osteocalcin、およびFosの発色はすべて見られなかった。一方、関節腔内に面した線維性結合組織では、iNOS、ecNOSの発色はなかったが、IGF-1、osteocalcin、Fosの発色が見られた。特にFosは関節腔側より骨組織との境界部に近くなるにつれて強い発色が認めらた。骨組織とこれに隣接する線維性結合組織の間には骨芽細胞、酒石酸抵抗性酸フォスファターゼ(TRAP)で染色される破骨細胞およびトルイジンブルー染色で染まる軟骨組織は認められなかった。したがって、骨棘の骨細胞動態は骨棘形成以前の骨と差がなく、安定していると考えられた。これは骨棘が形成されるまで数年以上の年月が費やされる臨床的事実と矛盾しない。骨棘形成の機序としては、内軟骨性骨化ではなく、線維性結合組織が直接骨を形成している可能性が考えられた。1、骨検体の採取と処理。末期股関節症に対する人口股関節手術時に採取した10名分(全例女性:55才72才)の臼蓋上縁、煎縁および後縁の骨棘を4%パラホルムアルデヒド溶液で2日間固定した後脱灰し、エタノール脱水後パラフィン包埋した。同様にして初期股関節症に対する寛骨臼蓋回転骨切り術の際に得られた3名分(全例女性:23才30才)の臼蓋上縁、前縁および後縁の骨組織をパラフィン包埋した。2、今後の予定。(1)人工股関節手術および寛骨臼蓋回転骨切り術の際の骨棘および骨組織採取を継続する。(2)ミクロトームを用いて、薄切切片を作成し、免疫組織染色法を用いて、骨細胞ならびに骨芽細胞の骨形成の指標としてオステオカルシン、NO発生の指標としてNO合成酵素およびInsulin-like Growth Factor-1(IGF-1)の骨棘組織での存在様式を検討する。(3)In situ hybridization法を用いて、オステオカルシン、IGF-1、NO合成酵素および可溶型guanylate cyclase遺伝子の発現様式を観察する。(4)これらの細胞間情報伝達物質ならびにそれぞれの遺伝子の発現様式と臨床所見・X線所見等の個人情報との関連を検討する。(5)すべての実験結果をまとめ、解析し、骨棘形成前(寛骨臼蓋回転骨切り術の際に切除して得られた骨組織)と後(人工股関節手術時に切除して得られた骨棘)では骨細胞動態と細胞間情報伝達物質およびその遺伝子発現にどの様な相違があるかを整理し、骨棘形成のメカニズムを考察する。
メクラウナギ類の神経堤細胞

メクラウナギ類は脊椎動物の進化発生学上重要とされてきたがおよそ半世紀の間その研究に進展が無かった。今回、我々は日本近海に生息するヌタウナギ目ヌタウナギを用いて胚体の入手及び、神経堤細胞の観察を行った。この結果、この動物にも脊椎動物の重要な共有派生形質である脱上皮化し移動する神経堤細胞が存在することが確認された。本研究成果は今後、化石種無顎類を含めた初期脊椎動物の進化を考える上で重要な知見をもたらしたといえる。本研究の目的は脊椎動物の進化研究に重要とされていながらも、100年間ほとんど報告の無いメクラウナギ類の受精卵を入手し、神経堤細胞の発生過程について記述することにより、脊椎動物におけるこの細胞の進化を探るというものである。よって、まず、研究の材料となる胚体を得るために、本研究の予備実験の段階ですでに得られていたヌタウナギ(Eptatretus burgeri)の卵約100粒に対して詳細な観察を行った。その結果、7粒の受精卵を発見することに成功し、うち3粒を組織学的観察、3粒をin situ hybridization用に固定、そして、のこりの1粒を遺伝子の単離のために保存した。はじめに、組織学的手法を用いて観察を行った結果、ヌタウナギにも他の脊椎動物と同様の脱上皮化する神経堤細胞が確認された。1942年のConelの報告によると、ヌタウナギの神経堤細胞は他の脊椎動物とは異なり、脱上皮化しないとされていたが、今回の結果は従来の説とは異なるものであった。さらに詳しく調べるために、In situhybridization法を用いて神経堤細胞の検出を試みた結果、組織学的に観察された神経堤細胞に明瞭なSox9遺伝子(一般的な脊椎動物で神経堤細胞マーカー遺伝子として知られている)の発現が認められた。これらの結果は、脊椎動物の共通祖先においてすでに、神経堤細胞が存在していたことを示唆する結果となった。さらに、研究実施計画にもあるように、新たな胚体を得るため、島根県の漁業者の協力を得て、新たに数十個体のヌタウナギを入手し、19年度の夏から水槽内で飼育した。その結果、約100粒の卵が得られ、うち3粒が受精卵であった。これは本研究で実施されたヌタウナギ受精卵入手の手法に再現性があることを示す結果となった。本研究の目的は脊椎動物の進化研究に重要とされていながらも、100年間ほとんど報告の無いメクラウナギ類の受精卵を入手し、神経堤細胞の発生過程について記述し、脊椎動物におけるこの細胞の進化を探るところにある。本研究初年度に行った実験では、Sox9遺伝子などあわせて4つの遺伝子を用いた発現の解析から、この生物にも脱上皮化し移動する神経堤細胞が存在することが確認された。この結果から、メクラウナギ類、ヤツメウナギ類および顎口類の全ての共通祖先においてすでに神経堤細胞が存在していたことを示唆する結果となった。よって、本年度は前年度の結果をさらに確認するべく、更なるヌタウナギ胚の採集とそれを用いた遺伝子の単離および発現の解析を行った。その結果、前年度に引き続き、水槽飼育環境下において1粒の受精卵が得られ、遺伝子単離用の材料としで供することが可能となった.また、前年度に得られた胚体は本研究の予備実験の段階で得られた胚体に対して発生段階が進んだものであったため、神経堤細胞の派生物である軟骨や末梢神経系の観察を試みることが可能となり、この動物の系統学的位置づけを考える上で重要となる知見が得られた.上記の一連の成果を報告するべく、20年度に国内で開催された日本動物学会、魚類学会、進化学会、および米国ボストンで2009年1月3日から6日までの間で開催されたSICB Annual Meeting 2009において発表を行った。
体内挿入可能な線量計を用いた放射線治療中の吸収線量測定と放射線障害の予防

光ファイバの先端に極微小シンチレータを取り付けた光ファイバ線量計について、線量計として機能するための基礎理論を確立し、論文として纏めた。Ir-192高線量率密封小線源を用いた前立腺癌の治療において、過線量投与による尿道狭窄を予防する目的として、11例の患者に対して線量測定を行った。尿道内で最も線量が高くなると予想される箇所の線量をモニタリングし、治療計画と概ね一致した線量が投与されていることをリアルタイムで確認することに成功した。また、高エネルギーX線およびγ線での線量測定に対応できるようにするために、分光型光ファイバ線量計を検討し、分光波長の最適化及び実機の製作を行った。さらに、多点同時計測が可能な光ファイバ線量計システムの開発に着手し、最大192ch同時計測が可能なシステムを製作した。極微小プラスチックシンチレータを直径1mmの光ファイバの先端に配置したSOF線量計(Scintillator with Optical Fiber dosimeter)では、150keV以上のガンマ線を測定する際に光ファイバ内で発生するチェレンコフ光が原因で、センサ一部以外での測定値増加が問題となることから、チェレンコフ光の除去が必要不可欠である。チェレンコフ光の除去方法として、シンチレータを有するプローブと有しないプローブで同時に測定を行い、計数値の差し引きにより光ファイバ内で発生した信号を除去する方法が一般的に行われているが、SOF線量計ではパルス計測による同時計数回路の構築が可能であることから、シンチレータの発光波長範囲とその他の波長をダイクロイックミラーで分光し、反同時計数回路を用いてシンチレータ光のみを直接的に測定することを試みた。装置製作の遅延による繰越予算にて光学設計された分光装置を設計・製作し、実験を繰り返したが、反同時計数回路による測定では思わしい結果が得られなかった。しかしながら、本測定系では、分光機構による独立した計数回路があるため、低波長側にはシンチレータ光+チェレンコフ光、光波町側にはチェレンコフ光のみが含まれるシグナルと考え、シンチレータによるシグナルと光ファイバによるシグナルを独立して計数出来ることから、1本の光ファイバで差し引き法によるチェレンコフ光による影響の除去に成功した。極微小プラスチックシンチレータを直径1mmの光ファイバの先端に配置したSOF線量計(Scintillator with Optical Fiber dosimeter)について、理論的背景の考察および実証実験を行い、パルスカウンティング法によるSOF線量計が理論的に可能であることをシミュレーションおよび実測により確認し論文にまとめた(M. Ishikawa et.al., Phys. Med. Biol 54, 2079-2092(2009))。昨年度に製作した16chのSOF線量計の性能評価を行い、16チャンネルで独立した測定が可能であることと同時計数回路による測定が行えることを確認した。しかし、電気ノイズによる誤差が大きいため改良の必要性が示唆された。今後、192chでの運用を考えた場合、アナログ回路での干渉を避けるためにも、ASIC等を用いたデジタル信号処理を検討する必要がある。150keV以上のガンマ線を測定する際に問題となるチェレンコフ光によるノイズを除去するために、シンチレータの発光波長範囲とその他の波長をダイクロイックミラーで分光し、反同時計数回路を用いてシンチレータ光のみを直接的に測定することを試みたが、思わしい結果が得られなかった。しかし、適切な波長で分光することによって、低波長側にはシンチレータ光+チェレンコフ光、光波町側にはチェレンコフ光のみが含まれるシグナルと考え、これらを差分することによって、精度良くチェレンコフ光によるノイズ成分を除去できることが確認できた。極微小プラスチックシンチレータを直径1mmの光ファイバの先端に配置したSOF線量計(Scintillator with Optical Fiber dosimeter)について、理論的背景の考察および実証実験を行い、パルスカウンティング法によるSOF線量計が理論的に可能であることをシミュレーションおよび実測により確認し論文にまとめた(M.Ishikawa et al, Phys.Med.Biol 54, pp.2079-2092(2009))。昨年度に指摘された16ch型SOF線量計のノイズ対策を行い、16チャンネルでの独立した測定が可能であることと同時計数回路による測定が行えることを確認した。また、16本の独立した光ファイバプローブを接続するためにコネクタを改良した。

150keV以上のガンマ線を測定する際に問題となるチェレンコフ光によるノイズを除去するために、シンチレータの発光波長範囲とチェレンコフ光を分離するためのしきい波長について、発光量比率を最大化する方式及びSN比(Signal-to-Noise ratio)を最大化する方式の双方について検討し、45°においてしきい波長455-460nmで分光できるダイクロイックミラーを設計した。分光したシグナルの差分による測定によって、チェレンコフ光の信号を除去した精度の高い測定ができることを確認した。また、分光型SOF線量計のハードウェアを新規に設計し、臨床での測定を再開した。今年度は1例だけであるが、チェレンコフ光の影響を除去による精度向上を確認した。さらに、本研究成果を応用して、診断X線領域での適用可能性について検討を開始し、基礎特性の評価を行った。