hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人体近傍微弱電界通信によりユニバーサルインターフェイスを実現する研究開発

人体近傍微弱電界通信の応用分野の拡大を狙って、カード型の装着型トランシーバと環境埋め込み型トランシーバを試作した。ユースケースに即して、両トランシーバ間の通信品質を評価するシステムを構築して、パケット誤り率を評価した。また、EO-OEプローブを開発して、実人体上や人体等価ファントム上での信号伝搬損失を正確に測定すると共に、電磁界シミュレーションによりその妥当性を確認した。ユニバーサルインターフェイスとして社会実装するための課題に対して、電界通信システムの等価回路モデル化に取り組み、通信品質改善や信号干渉抑制に対する指針を明らかにした。平成23年度は(1)人体近傍微弱電界通信技術の確立と(2)ヒューマンエリアネットワークの構成技術の確立を目指して研究を開始した。改札ゲートやセキュリティなど幅広い応用を目指して、人体に装着するトランシーバと環境や機器に埋め込むトランシーバ間の通信を想定して研究を推進した。(1)では、●「電界通信用トランシーバの基本技術確立」のため、有限要素法による電磁界シミュレーションを行い、近傍電界結合通信に適したキャリア周波数帯を決定した。具体的には、空間への信号放射を抑制し、人体表面での伝搬損失が小さい周波数帯として1020MHz以下の短波帯が適当であること、1MHz以下では環境雑音レベルが高いので下限の周波数を2MHz以上が適当であることを明らかにした。更に、日本の微弱無線規格を満たす事を想定すると、環境に埋め込むトランシーバの電極の上に、人が乗る場合に最も空間への放射が強くなる。この観点からは上限周波数を10MHz以下とするのが妥当であることを明らかにした。●「電界通信専用評価手法確立」のため、MHz帯で人体と電気的に等価な材料よりなるファントムモデルを作製した。ファントム上に設置したトランシーバが受信する交流電圧を正確に測定するため、AC電源に接続されたスペクトルアナライザー等の測定系が測定値に及ぼす影響を実験とシミュレーションで明らかにした。この結果を踏まえて、EO-OE変換技術を用いて電気的に分離した測定技術の検討を開始した。●「通信路の高精度モデル化と回線設計論の確立」のため、通信路を回線設計に必要な精度をもつ分布定数回路網でモデル化した。(2)では、●「ネットワーク基本構成」の検討を開始した。通信用トランシーバの1対1の通信のみでなく、1対N(複数)の通信を可能とする通信制御用のファームウエアを実装して、実験用トランシーバを用いて時分割多重による1対Nの通信実験に成功した。平成25年度は(1)人体近傍微弱電界通信基盤技術、(2)人体近傍微弱電界通用の送受信機、(3)ヒューマンエリアネットワークの構成技術、(4)トランシーバのバッテリーレス化(長期的課題)を中心に研究を推進した。(1)では、人体表面を介した通信回線の設計を可能とするため、人体表面を伝搬する交流信号の減衰特性を正確に測定する手法と人体等価ファントムを検討した。前年度、電気・光変換を用いて被測定対象に影響を与えないプローブシステムを開発した。今年は、このシステムを用いて人体の様々な位置にトランシーバを装着した時の、信号減衰特性を定量的に明らかにした。その結果、人体の表面形状が信号の減衰に大きく影響することが明らかになり、従来の直方体型ファントムから人体形状を反映したファントムに作成に着手した。(2)では、本技術の普及を図るため、鉄道・地下鉄の改札ゲートで普及しているNFCカードとのインターフェイス機能をもつトランシーバをメーカーと試作した。これにより、NFCカードを試作したトランシーバに挿入すると、物理層が電界通信となり、ハンズフリーの改札ゲートやセキュリティーゲートを実現できる見通しを得た。(3)では様々な環境に実装するネットワーク技術とするため、装着型トランシーバと環境埋め込み型トランシーバとの通信回線に混入する雑音源を等価回路でモデル化し、人体を介して混入する雑音と電源を介して混入する雑音を抑制する方策の指針を明らかにした。(4)では、前年度に引き続き、無線電力伝送用のビーム方向可変アンテナを実現するため、右手系/左手系複合伝送線路を擬似進行波型共振器アンテナに応用する基本検討を進めた。平成24年度は(1)人体近傍微弱電界通信基盤技術、(2)人体近傍微弱電界通用の送受信機、(3)ヒューマンエリアネットワークの構成技術、(4)トランシーバのバッテリーレス化(長期的課題)を中心に研究を推進した。(1)では、人体表面を介した通信回線の設計を可能とするため、人体表面を伝搬する交流信号の減衰特性を正確に測定する手法を検討した。具体的には、電気・光変換を用いて信号測定器が人体上の受信機などの被測定対象に影響を与えないプローブシステムを試作した。このシステムで受信信号強度を評価したところ、通常の電気プローブでは信号強度を課題評価してしまう問題を解決できる事を見出した。

この評価システムで人体上のトランシーバ間、或いは人体上のトランシーバと環境に埋め込んだトランシーバ間で安定な通信を実現するために必要なトランシーバの送信電力と受信感度を明らかにすることが出来た。(2)では、上記の結果に基づき、キャリア周波数6.75MHz、位相変調方式のトランシーバを試作した。また、トランシーバのアンテナに相当する電極の形状、大きさを変えて、人体等価ファントムを用いてパケットエラー率の測定により通信品質を評価した。(3)ではヘルスケア・医療応用を想定して、体内埋め込み型(In-Body)、対表面装着型(On-Body)及び環境埋め込み型(Off-Body)の3種類のトランシーバ間での双方向通信を実現し、ファントムを用いての通信品質の評価を開始した。更に、環境埋め込み型トランシーバがコモンモード雑音の影響で通信品質が劣化するメカニズムを解明し、その等価回路モデルと測定手法を提案した。(4)では、無線電力伝送用のビーム方向可変アンテナを実現するため、右手系/左手系複合伝送線路を擬似進行波型共振器アンテナに応用する基本検討を進めた。平成26年度は最終年度であり、(1)人体近傍微弱電界通信技術の確立、(2)ヒューマンエリアネットワークの構成技術の確立、(3)実空間への実装とヒューマンインターフェイス機能評価、及び(4)トランシーバのメンテナンスフリー化とバッテリーレス化(長期的課題)について研究を推進した。(1)では通信品質評価技術を標準化するため、試作メーカーと共同で人体等価標準ファントムを検討した。ユースケースとして携帯型トランシーバと床に埋め込む固定型トランシーバより構成されるセキュリティーゲート応用を想定した。ファントムの条件として、6.75 MHzの信号に対する人体の減衰特性と環境雑音に対する人体アンテナ効果の二つの点で人体と電気的特性が等価である必要がある事を明らかにした。次に、この条件を満たし、低コストで再現性のあるファントムとして高さ180cm・直径30cmの塩ビパイプを導電率0.6 S/mの食塩水で満たした構造体が適当であることを明らかにした。(2)については、セキュリティーゲート応用等で、携帯型トランシーバを装着したユーザーが近接した時に生じる信号干渉の原因を明らかにして、信号干渉を抑制する方法を複数検討した。干渉信号をアースに逃がす電極の設置と空間放射による干渉信号と体表面を伝搬する信号の位相差を検出する方法等が有効であることを明らかにした。(3)については、携帯型トランシーバの人体の装着位置が床下電極に繋がる固定型トランシーバが受信する信号レベルに与える影響を調べた。人体に誘起される電界信号強度が人体表面形状の影響を受ける事を実験、シミュレーション及び信号パスの等価回路モデルで明らかにして、通信回線設計で必要な余裕を明らかにした。(4)については、待機時電力の削減とAC電源駆動の固定型トランシーバから携帯型トランシーバにアクセスする方法を変えて連続動作時間を改善した。26年度が最終年度であるため、記入しない。通信・ネットワーク工学26年度が最終年度であるため、記入しない。
ラマン散乱法による高分子水溶液中におけるイオン性基間相互作用に関する研究

本年度においては,イオン性高分子溶液系を調査する前に,電荷を持たない中性高分子溶液の基礎的情報を得ることが先沢と半断し,まず以下の実験を行った。すなわちポリアクリルアミドの重水系置換物およびその低分子同族体であるアセトアミド,ピロピオンアミド,nーブチルアミドのD_2O溶液についてラマンスペクトルの測定を行った。1550cm^<ー1>から1750cm^<ー1>に観察される吸収を,因子分析法,デコンボリュ-ション法により解析し,C=O伸縮振動にもとずくとされている吸収に,3ケの独立のピ-クが含まれていることを結論した。これらピ-クの強度のアミド濃度依存性を検討し,この結果1つのピ-クは,アミド基の水素原子と他の分子のカルボキシル基の酸素の間に形成される線型の水素結合に由来していることを明らかにした。また他の1つは,二つのカルボキシル基間に形成される水素結合と類似の,環状の水素結合によることが結論された。残りの1つは,未会合のアミド基のC=O伸縮振動と考えられる。以上の非イオン性高分子につづいて,典型的イオン性高分子であるポリアクリル酸とその低分子同族体である酢酸,プロピオン酸,グルタル酸のH_2Oおよび重水素置換体のD_2O溶液についての測定を行い,C=0伸縮振動によるスペクトルが,水素結合した二量体カルボキシル基によるものと,未会合のカルボキシル基に由来するものに分離できることを明らかにした。この情報を基礎にして,二量化会合定数を評価し,ポリアクリル酸が低分子同族体より小さい会合定数を持つことを明確にした。
スポーツと観光に関する政策イノベーションに関する研究

2020年東京五輪開催決定によって、スポーツで人を動かす仕組みを提供する「スポーツツーリズム」に対する関心が高まっている。それと同時に、スポーツツーリズムの振興組織である「スポーツコミッション」の創設に向けた動きが全国の自治体で始まった。本研究の目的は、ウェブ調査によって、全国で行われているスポーツコミッション設置にともなうスポーツ施策イノベーションの実態を明らかにすることである。その結果、新しい施策課題として、スポーツ観光をベースとした交流人口の増大と、スポーツ合宿の誘致に関心が高まっている事実が明らかにされた。本研究の目的は、地方自治体における「地域活性化や観光振興のためのスポーツ活用策」の現状と取り組み意向について、自治体の施策・期待・スポーツコミッションに着目し、早稲田大学・電通(2011)の前回調査との比較から考察することである。質問紙調査では、早稲田大学・電通(2011)でも用いられた項目を使用し、両部門を対象に、スポーツコミッションに関する項目(スポーツコミッションの認知、スポーツコミション的組織の存在)を質問項目とした。またスポーツ部門にはスポーツを通じた地域活性化に関する項目を、観光部門にはスポーツがテーマの観光計画・施策、観光庁の取り組みの認知、期待度を質問項目とした。2014年10月2015年1月に全国150自治体(都道府県・政令指定都市・中核市・特例市)のスポーツ担当部局・観光部局を対象に、E-mailを用いた質問紙調査を行い、スポーツ部門: 118部、観光部門: 115部、2部門合計で有効回答部数は、233部(回収率77.7%)を得た。また前回調査との比較には、二次的データとして早稲田大学・電通(2011)による「地方自治体におけるスポーツ施策イノベーション調査」のデータ(スポーツ部門: 104部、観光部門: 105部、2部門合計209部回収率71.6%)を用いた。年度(2011,2014)とスポーツがテーマの観光計画・施策の有無、観光庁への期待の有無、スポーツコミッションの認知の有無、スポーツコミッション的組織の有無のクロス分析(2×2)を行った結果、地方自治体におけるスポーツをテーマとする観光計画・施策と観光庁への期待が増加し、地方自治体におけるスポーツコミッションの認知が向上し、地方自治体内にスポーツコミッション的組織が増加していることが明らかになった。本研究の目的は、地方自治体における「地域活性化や観光振興のためのスポーツ活用策」の現状および取り組み意向、ニーズ等を把握することである。調査テーマは、1スポーツコミッション等の組織新設の背景、障壁、理由、業務内容、2JSTA(一般社団法人日本スホ&#12442;ーツツーリス&#12441;ム推進機構)の認知度、合宿誘致に関する情報入手経路、32020年東京オリハ&#12442;ラに関する施策の有無、施策開始時期、スケシ&#12441;ュール、観光客のターケ&#12441;ット、受け入れ体制の整備、補助事業、フ&#12442;ロモーション、予算、4スホ&#12442;ーツとまちつ&#12441;くり条例の有無、具体的施策、将来、重要度の4つである。調査対象は、全国都道府県(47)政令指定都市(20)、中核市(45)、特例市(&#12980;)の151自治体であり、それぞれスポーツ部門と観光部門に対し、302部の質問紙を送った。全体の回収率は63.2%であり、スポーツ部門が76.2%、観光部門が50.3%であった。調査では、市民の健康づくり、青少年の健全育成、良好なコミュニティ形成などをねらいとするこれまでのスポーツ振興施策(地域資産形成型の施策:インナー)に加え、地域経済の活性化を目的としたスポーツイベント開催やスポーツ合宿・キャンプ誘致、スポーツ観光(ツーリズム)振興などの取り組み(域外交流振興型の施策:アウター)がどの程度スポーツ施策に取り入れられているかについてデータを収集した。分析の結果、スポーツ部門で7割、観光部門で5割近い自治体がオリパラ関連の施策を実施しており、その中の8割前後の自治体がスポーツ振興・スポーツツーリズムの両面を目的としていることがわかった。今回の研究は3か年によるもので、1年目と2年目に、全国都道府県(47)、政令指定都市(20)、中核市(45)、特例市(39)の151自治体全国自治体に対し調査を実施し、それぞれ7割と6割の回答率を得ることができた。これによって、1年目はスポーツツーリズムへの関心と、スポーツコミッションに対する自治体の取り組みを知ることができた。2年目にあたる昨年度は、同じ自治体に対し、2020年東京オリパラに対する合宿誘致の意向とスポーツツーリズムに対する取り組みの現状について質問を行い、充分な数の自治体から回答を得ることができた。3年目にあたる本年度は、全国で設置が進むスポーツコミッションを対象に、ヒアリング調査を実施し、全国で進展するスポーツを活用した域外交流型の施策イノベーションについて調査を実施する。このような経緯から、本研究プロジェクトはおおむね順調に進展していると考えられる。平成28年度は、さいたまスポーツコミッションが誘致に成功した「第3回ツールド・フランス・クリテリウムinさいたま」を対象に、観戦者および開催地住民に対する質問紙調査を2016年10月29日に実施し、都市セールス型スポーツイベントの経済・社会効果を測定した。都市イメージ調査では860部、社会効果調査では274部、出店者調査では57部の有効回答を得た。全サンプル(n=1150)では、男性が65%を占めた。平均年齢は38.2歳、職業は会社員が55.6 %を占め、自由裁量所得は46993.4円であった。

イベント来場者の居住地は、さいたま市内からが約27%、埼玉県内からが約27%(さいたま市を除く)、埼玉県を除く関東(東京・神奈川・千葉)からが34%であり、県外からは12 %であった。イベントの規模を考えると、もう少し全国的な参加者の増加が求められる。都市イメージに関しては、地域住民と都市ビジターともに、さいたま市ツール・ドフランスのイメージ(楽しい、嬉しい)を経験することで、さいたま市ツール・ドフランスのイメージ一致度が高まっていき、その結果、さいたま市への態度(さいたま市が好き・お気に入り等)に好意的な影響が及ぼされることがわかった。経済効果の算出にあたっては、観光庁による「MICE経済波及効果簡易測定モデル」を用いた。算出にあたっては、主催者発表によると10.1万人という大会来場者数を用い、直接効果、間接1次波及効果、間接2次波及効果を加え、合計で26億3640億円の経済効果を算出した。調査2では、さいたま市スポーツコミッション、佐賀県スポーツコミッション、新潟市文化・スポーツコミッションの3事務局に対し、縦断的なインタビュー調査を実施し、その後の進展状況を把握・分析した。2020年東京五輪開催決定によって、スポーツで人を動かす仕組みを提供する「スポーツツーリズム」に対する関心が高まっている。それと同時に、スポーツツーリズムの振興組織である「スポーツコミッション」の創設に向けた動きが全国の自治体で始まった。本研究の目的は、ウェブ調査によって、全国で行われているスポーツコミッション設置にともなうスポーツ施策イノベーションの実態を明らかにすることである。その結果、新しい施策課題として、スポーツ観光をベースとした交流人口の増大と、スポーツ合宿の誘致に関心が高まっている事実が明らかにされた。インターネットによる質問紙調査において、回収率77.7%と高い比率で回答を得られたことにより、クオリティの高いデータを入手することができた、対象となった全国150自治体(都道府県・政令指定都市・中核市・特例市)のスポーツ担当部局・観光部局の現状が把握できたことにより、次のステップにシームレスに移行することが可能になった。担当者との地道な電話連絡が功を奏したとともに、2年目以降の調査に向けて広範なネットワークを構築できたことが大きな成果である。平成28年度は、さいたまスポーツコミッションが誘致に成功した「第3回ツールド・フランス・クリテリウムinさいたま」を対象に、観戦者および開催地住民に対する質問紙調査を行い、そこで集められたデータから、観光庁による簡易測定モデルを用いて都市セールス型スポーツイベントの経済・社会効果を測定する。都市型スポーツイベントの効果を測定する項目として、以下の14項目を設定する:1スポーツ人口拡大、2スポーツ振興、3地域活性化、4地域コミュニティ形成、5経済効果、6宣伝・PR、7知名度向上・イメージアップ、8一体感・連帯感の醸成、9交流を深める場の創出、10生きがいづくり、11青少年の健全育成、12競技力向上、13健康増進・体力向上、14施設整備・有効活用。質問紙調査の対象者は、無作為に抽出された当イベントの観戦者と開催地住民である。
新人保育士の退職防止に関する研究

本研究の目的は、新任保育者の早期退職を防止するための方策を見出すことであった。これまで、新任保育者を対象に、アンケート調査、インタビュー調査を行い、離職の要因と防止策を見出してきた。本年度は、新任からベテランまでの全国の保育従事者に対象を広げWEBアンケート調査を行い、500名以上の保育者の協力を得ることができた。WEBアンケートの結果をもとに、以下のことを分析している。1つは、保育者の離職意向の規定要因を重回帰分析により明らかにした。離職意向を規定する要因として、年齢、設置主体、給与、1か月の平均勤務日数、勤務の融通等が有意に関連していた。この結果を論文としてまとめ、学術誌に投稿した。2つめは、調査項目に「保育園の組織風土」「組織コミットメント」の新しい尺度を加え、これらと保育者の離職意向との関係について統計的分析を行っている。結果を論文にまとめ、学術誌に投稿した。26年度実施状況は下記の通りである。1本研究に関わる国内外の資料、先行研究の収集と整理。2質問紙調査票の作成。3研究倫理審査会の承認を経て、静岡県、愛知県の公立・私立保育園へ調査票を郵送。約400か所へ郵送し、200通ほど返送された。4調査票を回収した後、データ入力と分析を行った。5この分析結果を5月開催の日本保育学会発表にて発表した。6インタビュー調査を開始している。現在、インタビュー記録の分析を行っている。7アンケート調査の集計結果を報告書としてまとめた。27年度実施状況は下記の通りである。1インタビュー調査の実施。2データの分析。3論文の執筆。4論文掲載。5日本保育学会にて発表。6静岡家族問題研究会にて報告計画通りに進んでいる。28年度実施状況は、下記の通りである。1文献研究、2パイロット調査の実施、3論文執筆、4学術誌への掲載、5学会発表を行った。1昨年度まで、新任保育者の早期離職に関する文献について研究したが、これに加えて、保育園長の保育運営やリーダーシップに関する文献調査を行った。2のパイロット調査では、保育園長に対する聞き取りを行い、質問紙票の作成に役立てた。34は、昨年度行った調査を論文としてまとめ査読付き学術雑誌に掲載していただくことができた。研究結果を論文にまとめ学術誌において発表することができた。分析結果から課題を見出すことができ、次の調査に取り掛かることができた。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展している。本研究の目的は、アンケート調査およびインタビュー調査により、新任保育者の早期退職を防止するための方策を見出すことであった。この目的を達成するため、2つの観点からアプローチした。1つは、新任保育者が、職場で直面した困難とその困難にどう対応したかをアンケート調査により明らかにし、2つ目は、退職に至るプロセスと要因をインタビュー調査により明らかにすることであった。調査の結果、職場で直面した困難は、「保育観の不一致」「職員とのコミュニケーション」「職員との連携」等が見いだされ、困難に対応していく方法については、大きく2つに分けられ「他者とかかわりながら対応」と「自己内での対応」であった。調査結果は、学会・研究会および論文において発表した。当初の計画に沿って順調に進めることができた。現在、さらに研究を前に進めている。これまでと異なる観点から新任保育者の離職の要因を探るため、新たに文献調査、質問紙の作成、アンケート調査を行い、回収を行った。今後、分析を進め結果を明らかにし、学会および論文において発表を行う。計画通りに進んでいる。・インタビュー調査を継続して行う。・学会および研究会で発表を予定している。・論文執筆を予定している。・新任保育者の早期離職に関して、今後は、保育園の運営者、園長、主任等の指導的立場の方に調査を行い、早期離職の防止策を考察する。・まず、保育園長に向けたアンケートの質問紙票を作成し、郵送、分析を行う予定。・学会および研究会での発表を予定。・論文執筆を予定。これまでの調査では、新任保育者が直面した困難や職場を「辞める」プロセスについて、新任保育者の側にたって明らかにしてきた。今後は、保育園という「組織風土(文化)」と保育者の離職意向の関係について統計的な手法を用いて実証的に明らかにしていく。この目的を達成するため、すでにWEBアンケート調査を進めている。・インタビュー調査を開始する。・研究会での報告を予定している。

インタビューの対象者が計画より少なかったため、謝金、文字起こし代金の支出が予定を下回ったと思われる。文献研究と論文執筆に割いたため、支出がなかった。今年度進めている「新任保育者の離職意向と保育園の「組織風土」」の関連について明らかにすべくすでに調査を行っているが、その調査、学会発表等の費用に充てる予定である。今年度は、インタビュー調査に応じていただける保育者を増やしていく予定である。今年度はアンケート調査とインタビュー調査を行うため、数十万単位の支出を予定している。
日本法令のオープンデータを有効活用するための主要なアプリケーションの開発

本研究の概要は,日本と世界の法令標準スキーマの変換器や管理データベースを開発し,既存アプリケーションを日本法令データに利用できるよう提供することである.これにより,誰もが日本法令データを豊富なアプリケーションで利用できるようになるだけでなく,世界の法令とのリンクトオープンデータ化による新展開が見込まれる.本研究の概要は,日本と世界の法令標準スキーマの変換器や管理データベースを開発し,既存アプリケーションを日本法令データに利用できるよう提供することである.これにより,誰もが日本法令データを豊富なアプリケーションで利用できるようになるだけでなく,世界の法令とのリンクトオープンデータ化による新展開が見込まれる.
変換群論と同変K理論の研究

[I]Gを一般にコンパクトLie群とし,U, WをGの線形表現,これらの単位球面をSU, SWと表すとき,G同変写像:SU→SWは常に存在するとは限らない。本研究においてはGがコンパクトアーベル群の場合を考察し,G同変写像:SU→SWが存在するための必要条件を,Gの表現環R(G)におけるU, Wのオイラー類に対する関係式として表した。この結果を利用してSU、とSWが同一次元の場合,これらの間のG同変写像の写像度に関する関係式を求めた。さらにこのことより,Gが連結であればG同変写像の写像度は一意的に定まることを示した。この種の研究においてはこれまではBorelコホモロジー理論を援用するのが,一般的であったが,本研究においては同変K理論を援用した。そしてBorelコホモロジー理論より同変K理論の方がより強力であることを実証した。[II](M, N)をm次元閉多様体Mとm-1次元閉部分多様体Nの対とする。このような(M, N)の全体Θm, m-1には,cutting and pastingによりSK同値と呼ばれる同値関係が定義される。この同値関係による商集合Θm, m-1/SKは対のdisjoint unionにより半群となる。この半群のGrothendieck群をS Km, m-1であらわし,Θm, m-1のSK群という。これと同様にして境界をもつm次元コンパクト多様体のSK群SKm(∂),およびm次元閉Z_2多様体のSK群SK_m^<z2>も定義される。境界をもつ多様体のダブルを構成すること,およびZ_2作用を忘れることにより,これらの3種の群,S Km, m-1 S Km(∂), SK_m^<z2>は本質的には同形であることを示した。[III]また各研究分担者により,これらの周辺問題に対する多くの関連成果も得られた。1933年に証明されたBorsuk-Ulamの定理は位相幾何学における古典的な定理であるが,今なお多くの研究者の関心を惹く定理である。多方面への広がりを求める一般化,より精緻な結果を求める精密化,そしてこれらの結果の応用など,位相幾何学の研究者だけにとどまらず,微分方程式の研究と関連して解析学の研究者たちも関心を寄せる定理である。Gを一般にコンパクトLie群とし,U,WをGの線形表現,これらの単位球面をSU,SWと表すとき,G同変写像:SU→SWは常に存在するとは限らない。Gが位数2の巡回群の場合,このようなG同変写像が存在するための必要十分条件を与えるのが古典的なBorsuk-Ulamの定理である。本研究においてはGがコンパクトアーベル群の場合を考察し,G同変写像:SU→SWが存在するための必要条件を,Gの表現環R(G)におけるU,Wのオイラー類に対する関係式として表した。この結果を利用してSUとSWが同一次元の場合,これらの間のG同変写像の写像度に関する関係式を求めた。この種の研究においてはこれまではBorelコモロジー理論を援用するのが,一般的であったが,本研究においては同変K理論を援用した。そしてBorelコモロジー理論より同変K理論の方がより強力であることを実証した。また,各研究分担者によりこれらの周辺問題に対する多くの関連成果も得られた。[III]

また各研究分担者により,これらの周辺問題に対する多くの関連成果も得られた。可微分多様体に対するいわゆるcutting and pasting(ドイツ語ではSchneiden und Kleben)により,各種のSK群が得られる。本研究では次の3種のSK群について考察し,それらは互いに同形であるという結果を得た。これと同様にして境界をもつm次元コンパクト多様体のSK群SKm(∂),およびm次元閉Z_2多様体のSK群SK_m^<z_2>も定義される。SKm, m-1を,対(M, N)でMとNのオイラー標数が2を法として互いに合同なものだけに制限して得られる群をSK^<ev>_<m,m-1>で表す。また,SK_m^<z_2>を,不動点集合がm-1次元であるものに制限して得られる群をSK_m^<z_2>(m-1)で表す。このとき,境界をもつ多様体のダブルを構成することにより,SKm(∂)とSK^<ev>_<m,m-1>,およびSKm(∂)とSK_m^<z_2>(m-1)は同形であることを示した。また,Z_2作用を忘れることによりSK_m^<Z_2>(m-1)とSK^<ev>_<m,m-1>も同形であることを示した。
顎義歯装着者の発音機能訓練装置の開発と応用

今回開発した発音機能訓練装置は、32ビットcpu unitをもつパ-ソナルコンピュ-タ、A/D変換ボ-ド、アナログトリガ-コントロ-ラ-、および外部記憶装置として40MBのハ-ドディスクから構成されている。音声波形の入力は、マイクロフォンで取り込んだ音声をテ-プレコ-ダ-に録音しながらアンプで増幅した後、A/D変換ボ-ドライン信号として入力した。A/D変換ボ-ドの分解能は12ビットで最大サンプリング周波数は50kHzであり日本語音声分析の条件を満たしている。入力用プログラムは、音声波形の観測、FFT、演算、セ-ブとロ-ドが可能な市販の信号処理ソフトウェア-を使用した。ディスプレイには音声波形、FFT1、FFT2の3つのウィンドウの同時表示が可能である。入力した音声波形をFFT演算し、パワ-対数として表示した。これから第1、第2フォルマント周波数を求め発音機能訓練のための標準パタ-ンを作成した。今回作成した標準パタ-ンは日本語単音節の中から母音/ア/、/イ/、/ウ/、/エ/、/オ/とした。被験者は健康な成人20名とし、サンプリング周波数は10KHz、FFT演算は512サンプル長(51.2msec)にて行った。本装置の使用法は、まずハ-ドディスクにセ-ブしておいた標準パタ-ンをFFT1のウィンドウに表示する。次ぎに患者の音声を同様に処理してFFT2のウィンドウに表示する。患者は標準パタ-ンのフォルマント周波数やグラフの形状を目標にしながら発音機能訓練を行う。今回は対数スペクトラムからフォルマント周波数を求めたが、今後はケプストラム処理等の周波数分析方法の改善、音声の類似度を評価するためのプログラム作成が要求される。また、予定した被験者の手術後の治癒が顎義歯装着までに至っていないこともあり、今後も研究を継続する予定である。
勝負手探索の複雑なゲームへの応用

勝負手探索の理論的考察を深め,従来の相手モデル探索[Iida 1993]で必要とされる相手プレイヤに関する詳細なモデルが得られない状況でも勝負手探索が可能となるアルゴリズムを考案した。ここでいう相手の詳細なモデルとは,相手の棋風に相当するが,対戦者が計算機である場合には,評価関数や先読みの深さなどを意味する。主たるアイデアは,最善応手手順周辺の探索ノード数が最大化するようにすることで局面の複雑化をはかることである。AND/OR木探索の視点では,証明数が大きな値となるような変化に誘導することに相当する。こうすることで劣勢において,相手は最善を選択するのが最も困難な状況になることが期待できる。複雑なゲームでは,提案するアイデアを適用することで,特別な相手のモデルを得ていなくても,自然な意味での勝負手を行うことができる。これまで劣勢の大小に関係なく,通常のミニマックスのセンスで着手を選択すると,全体的レベルにそぐわない奇妙な指し手を選ぶのが計算機の大きな特徴の一つであった。しかし,今回の研究成果により最後まで勝負手を放ち,計算機が人間エキスパートのような振る舞いを示すことが可能となったと言える。通常の意味での探索アルゴリズムや評価関数の調整を実施して将棋プログラムを作成し,世界選手権などに参加し,その成果を評価した。世界大会で二次予選を2位で予選通過し決勝へと進むことができた。たくさんの試合を行う大会では,優勢な試合を確実に勝ち,劣勢において逆転の可能性を最大化することが欠かせない。そのような意味で,大会の成果は本提案アイデアの有効性を示している。勝負手探索の実装に先立って理論的な考察を行い、種々のゲームでの勝負手探索を設計および、実装を目的として本研究を進めている。将来的には、古典的なゲームをさらに拡張し、経済や外交交渉などで本研究のアイデアを一般化し応用できるようにしたい。平成14年度の成果は、アマゾンと将棋の二つのゲームを題材として、勝負手探索アルゴリズムのいくつかを設計し、計算機上に実装したことである。標準的なアルゴリズムであるミニマックス戦略との比較によって、考案した勝負手探索の性能を評価した。ここでいう勝負手探索は、狭義の定義として、自分はすでに負けがわかっていて、かつ、相手にとってはまだ自明でない状況で、自分が最善の策を尽くす戦略を意味する。主要なアイデアは、探索過程で証明数が大きい局面ほど相手にとって容易でないと仮定するのは合理的な状況設定ということである。つまり、相手側にとって、証明数が最大となるように局面を誘導するような探索アルゴリズムが、勝負手として有効である。また、勝負手探索は、通常より大幅に探索コストを必要とするために、いつそれを用いるかの戦略が重要である。必然的に、通常のミニマックス方式の戦略とここで提案する勝負手戦略の混合戦略というスタイルになる。このようなアイデアを実装したプログラムを作成し、対戦実験やテスト問題による実験を実施した。実験を通して、提案するアイデアの有効性を確認した。しかし、高度なレベルではまだ実用的でないことも明らかとなった。名人を超えるシステムを開発するためには、まだ改良しなければならない点が多い。今後の課題となる。勝負手探索とともに混合戦略で用いるための探索アルゴリズムとして、ミニマックス戦略をより洗練した確率実現探索アルゴリズムの実装を試みた。まだ十分洗練されていないため、名人レベルには程遠いが、対戦実験を通してかなり有望であることがわかった。選択的により深く先読み探索を行う探索延長テクニックの一般化として定式化が見込める。今後、この方面での洗練を発展させることで、勝負手探索との調和のとれた使用が可能になるものと期待している。当該年度は主として終盤での勝負手に焦点を当てて実装を実施した。序盤、中盤の時点でも必要に応じて勝負手ができるように改善するのが今後の課題である。論文以外の成果は、新しいゲームシステムの特許出願と、コンピュータオリンピックへの出場である。メダル獲得はならなかったが、将棋部門では、優勝・準優勝のプログラムに勝利をすることができ、本研究で提案するアイデアの有効性を検証できた。将棋の最終盤のように決定論的な解が存在する状況では,コンピュータはその演算能力を最大限に発揮できる。その結果,人間のかなり強いプレイヤに対してミスを誘うような戦略が可能であることは既に論文等で示した。しかし,序盤の駒組みや中盤の仕掛けといった決定論的な解が存在しない場面では,コンピュータの状況判断はヒトの知には遠く及ばず,それゆえ勝負手探索のような高度な戦略を実装することは困難である。最近,そういった状況判断能力を自動学習によって補うという試みを行ったが,目立った成果は得られない。その主な要因として,コンピュータによる推論能力が欠如しているためと思われる。代替手段として,人間の高度な情報理解能力と,コンピュータの高速な計算能力を有機的に融合し,人間が専門的知織を記述し探索によってそれを補うというハイブリット方式が有効であるという知見に到達した。それらの事実を踏まえて,勝負手探索の持つ性質について深く考察した結果,いかに相手の読まない有効手順を読むかという問題に帰結した。その実現のためには,最良優先探索のような,ある意図を継承する深い先読みが不可欠である。近年,将棋プログラムへの応用として,実現確率探索の有用性が注目されているが,駒の損得や詰みというような明確な指標がないあいまいな局面においては十分に深い先読みが行えないという問題点がある。

その解決策として筆者は,(1)状況判断,(2)戦略決定,(3)目標設定,(4)候補手生成という4つのプロセスを含む探索手法を考案した。かくして,2003年度は論文執筆より,世界レベルのプログラム実装に焦点を絞った。特筆すべき実績として,第8回世界コンピュータオリンピック(2003年11月グラーツで開催)で,銅メダル(将棋部門)と4位入賞(Amazons部門)となり,次回には世界トップになれる感触を得たことである。勝負手探索の理論的考察を深め,従来の相手モデル探索[Iida 1993]で必要とされる相手プレイヤに関する詳細なモデルが得られない状況でも勝負手探索が可能となるアルゴリズムを考案した。ここでいう相手の詳細なモデルとは,相手の棋風に相当するが,対戦者が計算機である場合には,評価関数や先読みの深さなどを意味する。主たるアイデアは,最善応手手順周辺の探索ノード数が最大化するようにすることで局面の複雑化をはかることである。AND/OR木探索の視点では,証明数が大きな値となるような変化に誘導することに相当する。こうすることで劣勢において,相手は最善を選択するのが最も困難な状況になることが期待できる。複雑なゲームでは,提案するアイデアを適用することで,特別な相手のモデルを得ていなくても,自然な意味での勝負手を行うことができる。これまで劣勢の大小に関係なく,通常のミニマックスのセンスで着手を選択すると,全体的レベルにそぐわない奇妙な指し手を選ぶのが計算機の大きな特徴の一つであった。しかし,今回の研究成果により最後まで勝負手を放ち,計算機が人間エキスパートのような振る舞いを示すことが可能となったと言える。通常の意味での探索アルゴリズムや評価関数の調整を実施して将棋プログラムを作成し,世界選手権などに参加し,その成果を評価した。世界大会で二次予選を2位で予選通過し決勝へと進むことができた。たくさんの試合を行う大会では,優勢な試合を確実に勝ち,劣勢において逆転の可能性を最大化することが欠かせない。そのような意味で,大会の成果は本提案アイデアの有効性を示している。
ゲノムブロック異常と精神神経疾患発症素因の解明

背景:マイクロアレーの解析技術の進展で、これまで未発見の精神神経疾患関連・関連遺伝子単離が可能となると期待されている。研究目的:本研究は、機能性精神神経疾患および精神遅滞関連症候群を対象とし、ゲノムブロック異常(重複や欠失に代表されるゲノム微細構造異常)に焦点をあて、高精度ゲノムマイクロアレーを用いて網羅的に検出・カタログ化し、精神神経疾患素因・感受性遺伝子の同定と発症機序の解明を行うことを目的とする。新たな対象疾患に自閉症を加えた。結果:[症例集積状況]20年度から新たに解析対象とした自閉症に関しては大阪大学医学研究科精神医学・橋本亮太先生の研究協力を得て、35例を既に集積した。[ゲノム異常の同定と検証]自閉症35症例におけるAffymetrix社SNP6.0(185万オリゴDNAを全ゲノムに配置)を用いたCNV解析を行った。異常検出部位は患者細胞ペレットと当該クローンDNAを用いてFISH、あるいはゲノムDNAを用いて定量PCRで欠失や重複の検証を行っている。[精神遅滞症候群における責任遺伝子単離]West症候群の新規責任遺伝子EIEE2(仮称)の単離に成功した(論文投稿中)。EIEE2もSTXBP1と同様チャネルや受容体とは全く異なる分子で、てんかんの発症機構として極めてユニークな発症機構が疑われた。考察:新たに解析対象とした自閉症症例の解析が進行中である。多数のCNVが検出されており、その病的意義の検証を行っていく必要がある。West症候群の新しい責任遺伝子の単離に成功し、精神神経疾患のCNVを含むゲノム構造解析の有効性が明らかとなった。本年度は新たな解析対象として自閉症を加える。結果: [症例集積状況]統合失調症については60例の4.2Kアレー解析が終了した。精神発達遅滞症例も150例は集積済みで、中間表現型(付随する症状や合併症)を基に選択してAffymetrix SNP6.0(または250K)あるいはNimbleGen385Kの解析を開始している。20年度から新たに解析対象とした自閉症に関しては大阪大学医学研究科精神医学・橋本亮太先生の研究協力を得て、35例を既に集積した。症例集積は研究全期間を通じて継続する。[ゲノム異常の同定と検証]自閉症25症例におけるAffymetrix社SNP6.0(185万オリゴDNAを全ゲノムに配置)を用いたCNV解析を行った。異常検出部位は患者細胞ペレットと当該クローンDNAを用いてFISH、あるいはゲノムDNAを用いて定量PCRで欠失や重複を検証予定である。[精神遅滞症候群における責任遺伝子単離]新生児期から治療抵抗性の難治性けいれんと発達遅滞を呈する大田原症候群の責任遺伝子STXBP1を単離し、Nat Genetに発表した。この知見は、シナプス小胞の不具合による新たなてんかん発症機序を示した点で重要である。考察:本年度より新たに解析対象とした自閉症症例の解析が進行中である。精神遅滞を伴う大田原症候群の責任遺伝子の単離に成功し、精神神経疾患のCNVを含むゲノム構造解析の有効性が明らかとなった。
再構成可能光ネットワーク用可変分散補償回路の研究

1.研究の目的光ネットワークでは、季節的な温度変化、信号光の波長操作に伴う伝送路分散スロープの影響等から残留分散が変化し、光信号の品質が劣化する可能性がある。特に、信号速度が超高速であり、光の時間波形に強く依存する光2R、3R処理、光パケットラベル認識を行う次世代光ネットワークにおいては、伝送路分散による波形劣化を出来る限りアダプティブに補償することが必須となる。本研究では、AWGを利用したワンチップ集積型可変分散補償回路の実現を目的としている。2.AWG型分散補償回路の検討超小型AWGの第2スラブ導波路内の周波数展開面近傍に固定分散付与のための導波路内ミラーを集積することによって、周波数展開された入射信号光のフーリエ位相がミラーによって変調され再びAWGによって信号が合成されるので、ミラーの曲率に応じた分散を与えることが可能となる。3.可変分散補償回路の検討AWGのスラブ導波路に深溝を形成し、樹脂を注入し、レンズを集積することを検討した。2次曲線型の位相変化は導波路内レンズによって与えることが可能である。また、樹脂の屈折率温度依存性は石英の約10倍50倍大きく、レンズ部に局所的に熱を加えることによって、位相変化量を制御し、分散値を変えることが可能である。試作した分散補償器のレンズに異なる屈折率の樹脂を充填することにより異なる分散値が得られることを実験的に確認した。しかし、溝に注入した状態の樹脂と基板上に塗布した樹脂の屈折率が大幅に異なる場合がある。この点を明らかにするために、樹脂屈折率とその温度変化係数を測定するための光回路を設計、試作した。
環境ストレスに対する果樹類の葉と根の応答機構の解析

1.高温・低温・乾燥あるいは塩類などの環境ストレスに対する果樹の応答機構を解析するために、ベタイン類の定量法の検討と多くの果樹類の葉と根におけるそれらの含量を検討した。その結果、調査したいずれの果樹において、グリシンベタインの蓄積はみられなかった。カンキツ類にはプロリンベタインを、そしていずれの果樹においてもコリンの存在を確認した。2.窒素施肥量が増加すると、カキ葉のクロロフィル含量ならびにFv/Fm値は増加した。しかし、クロロフィル含量が25ug/cm2以上に達すると、Fv/Fm値はほぼ一定になった。また、Fv/Fm値は日中低下するが、クロロフィル含量の低い処理区でその低下率が高かった。3.カラタチの実生樹とイチジク、ブドウの挿し木樹を用いて、塩処理(NaCl)を行ったところ、葉と根のNaとCl含量は処理された塩の濃度に対応して蓄積した。カラタチでは、塩ストレスよって根、葉にプロリンベタインが増加する傾向がみられ、とくに、その影響は根で顕著であった。4.窒素施肥量の多少や塩ストレスによる根端の細胞構造、特に細胞核についてDAPI染色から観察した。窒素無施肥区では新根の発生はほとんどみられず、窒素量が増加するにつれて多くなった。また、窒素量が多くなるほど根の頂端分裂組織周辺の細胞核は鮮明であった。塩の高濃度処理では皮層が剥離し、根冠層が薄くなった。根端分裂組織から基部側の細胞は塩処理によって肥大し、細胞核が小型化するとともに液胞化がより早く進行する傾向が観察された。5.RuBisCOタンパク質ならびに高温に応答するタンパク質は窒素施肥量の増加に対応して増大した。6.調査したすべての果樹にはアーバスキュラー菌根菌との共生が確認されたが、ブルーベリーには樹枝状体やのう状体が観察できなかった。1.カキについて、窒素施肥量の相違による葉の光合成活性に及ぼす影響を葉のクロロフィル含量とFv/Fm値との関係から検討した。窒素施肥量が増加すると、葉のクロロフィル含量ならびにFv/Fm値が増加した。しかし、クロロフィル含量が25ug/cm^2以上に達するとFv/Fm値はほぼ一定の値となった。2.熱帯果樹のマンゴーを用いて、葉齢による光抑制について検討した。葉の拡大成長の初期はFv/Fm値は低く、葉の拡大成長の終了と同時に高くなり、その値は0.700.75の値で推移した。晴天日におけるFv/Fm値の日変化をみると、拡大成長の過程にある葉が成熟葉よりも大きかった。3.高温・低温、乾燥あるいは塩類などの環境ストレスに対する果樹葉の応答機構を解析するために、ベタイン類の定量法の検討と多くの果樹類の葉と根におけるそれらの含量を検討した。その結果、調査したいずれの果樹において、グリシンベタインを有していないことが明らかになった。スダチなどのカンキツ類にはプロリンベタインを、そしていずれの果樹においてコリンの存在を確認した。スダチを用いて、塩ストレス実験を実施し、塩濃度などとともに詳細な定量を実施中である。窒素を変えた処理区では、N-0区は、新根の発生はほとんど見られず、窒素量が増加するにつれて、新根量は多くなった。

また、N-0区に比べて窒素量が多くなるほど細胞核は鮮明であった。5.RuBisCOタンパク質ならびに高温に応答するタンパク質は窒素施肥量の増加に対応して増大した。1.カラタチの実生樹とイチジク、ブドウの挿し木樹を用いて、塩処理(NaCl)を行った結果、葉と根のNaとCl含量は処理濃度に対応して増加した。カラタチでは、塩ストレスによって根、葉にプロリンベタインが増加する傾向がみられ、とくに、その影響は根で顕著であった。イチジクとブドウの葉の蒸散量と光合成速度は塩ストレスによって明らかに低下し、蒸散量に関係する気孔開度も小さくなった。新根の細胞構造にも塩処理の影響がみられた。とくに高濃度処理では皮層が剥離し、根冠層が薄くなった。頂端分裂組織から基部側の細胞は塩処理によって肥大し、細胞核が小型化するとともに液胞化がより早く進行する傾向がみられた。2.ビワの葉と根のソルビトール含量は土壌の乾燥処理によって明らかに増加した。とくに根のソルビトール含量の増加が著しかった。3.果樹の菌根形成ならびに栽培土壌中の菌根菌の生態特性を調査した。調査したすべての果樹のうち、ブルーベリー以外の根には樹枝状体やのう状体が観察されたことから、アーバスキュラー菌根菌と共生していることが確認できた。ブルーベリーはアーバスキュラー菌根菌とは別の菌根菌の感染とみられ、のう状体はなく、皮層細胞全体に菌糸が詰まった状態であった。今回は、菌根菌と菌根形成を把握するのにとどまり、果樹の種類別土樹環境の相違と菌根形成との関係は今後の課題である。
悪性腫瘍の進展度・転移巣に関する術中高感度蛍光診断法の確立

1.消化器外科分野(足立助教授)胃がんにおいて郭清リンパ節134個のうち、割面から発色の見られたリンパ節は35個であった。このうち病理組織診断で転移陽性は2個であった。35個の発色したリンパ節のCK19はすべて陽性であり、微小転移を早期に診断できる可能性が示唆された。d-ALAによる癌組織からの発色をPhotodymnamic Diagnosis (PDD)にて視覚的にあるいは高感度CCDカメラで客観的に捉えることと、sentinel node navigation surgeryを組み合わせることにより、転移のある範囲を郭清するという患者一人一人の特徴に応じたtailor-madeの手術が可能になる。2.呼吸器外科分野(石川講師)肺がんにおいては臨床例7例(気管支鏡4例、術中3例)に5-ALAを用いたPDDを行った。術中診断では腫瘍が正常肺組織に覆われており、手術術式や切除範囲に与える影響は少なかった。内視鏡によるPDDは直蛍光による緑色蛍光よりも5-ALAによる赤色蛍光の方が腫瘍の境界がより明瞭になり、有用であった。肺内転移の動物モデルによる実験も行ったが、陽性所見が少なくモデルの再検討を要した。3.脳神経外科領域(松村助教授、能勢教授、高野講師)悪性脳腫瘍において31例の患者で手術中にPDDを行った。その結果23例(74.2%)に蛍光がみられ、手術中のナビゲーションとして有用であった。蛍光が陰性だった8例中3例はMRIにてGd造影効果のない症例で脳血液関門の保たれている症例での限界が明らかとなった。また、その他の5例ではGdで増強効果がみられたが、全例において手術前にステロイドの投与が行われていたことが分析より明らかとなった。これはステロイドによる細胞膜の安定化などの関与が示唆されたが、今後メカニズムの解明を行っていく。病理組織標本と蛍光強度の相関についても検討したが、蛍光の強度あるいは有無は細胞密度および増殖能の指標であるMIB-1免疫染色陽性率と相関することが明らかとなった。本年度は研究初年度であり、臨床例の積み重ねの中で装置の改善を行った。まずは高感度カメラを患部になるべく近づけて精度の高い診断能力を確保するために専用のアームを作製し、装置一式を一体化して手術室内での機動性の良さを確保した。実際の蛍光診断はコンピューターへの取り込み静止画像およびデジタルビデオレコーダーによる動画画像にて記録して解析した。コンピューター上で蛍光画像と通常画像の重ね合わせを行って詳細の部位診断についても検討した。臨床例としては悪性神経膠腫2例、転移性脳腫瘍1例、肺癌1例、気管支上皮化生1例にアミノレブリン酸を用いた蛍光診断を行った。その結果、紫外線励起(励起波長405nm)にて赤色の蛍光発色が腫瘍においてみられた。脳腫瘍の術中診断においてはフィルター付きの眼鏡でも肉眼的に確認ができる部分もあったが、高感度CCDカメラの画像を通してみると肉眼では鑑別できないような病変が点在することがわかった。気管支鏡下で蛍光診断を行った例では肺癌の赤色はあきらかであり、その他に肉眼的にはまったく病変のないと思われる部分に病理学的にも確認される上皮化生が発見された。以上のごとく、肉眼では発見や鑑別のできない病変に対し、本法の有用性が症例数はまだ少ないながら証明された。

次年度はシステムの完成により症例数の増大が見込まれ、さらに検討を重ねていく予定である。1.脳腫瘍【対象】対象は悪性グリオーマ8例、転移性脳腫瘍3例で、男性8例、女性3例である。患者の年齢は21歳から74歳(平均50.2歳)であり、MRI上全体的に増強効果がみられたのは5例、リング状あるいは一部に増強効果のみられた症例が6例で、全く増強効果のみられなかった症例は行っていない。グリオーマの内訳はGlioblastomaが3例、Anaplastic Astrocytoma(Anaplastic Oligoastrocytoma1例含む)が4例、Secondary Glioblastomaが1例である。【結果】これまでに行った11症例(Tab.1)においては、グリオーマでは1例を除いて蛍光が得られた。1例において蛍光を有する部分と蛍光を示さない部分が混在している例がみられた。転移性脳腫瘍においては辺縁部が蛍光を発することが多く、肉眼的に壊死と思われる中心部は蛍光が少ない傾向がみられた。1例で蛍光が得られなかった。蛍光は長時間励起光を照射しているといわゆるphotobleaching現象により、蛍光が微弱化したが表在部分の腫瘍を吸引して新たな層を露出すると赤い蛍光が顕在化した。転移性腫瘍の場合に、明らかに腫瘍を全摘出したあとに淡くピンクに蛍光を発する部分が見られる例があったが、腫瘍の蛍光とは色が異なっており、周囲の浮腫に取り込まれている可能性が考えられた。2.消化器癌消化器癌では3例に術中診断を行ったが、初期の2例では蛍光が微弱であったが、3例目に5-ALAを2倍量投与して病変に蛍光がみられた症例があり、このような改良により消化器癌の術中診断への応用の可能性が見えてきており、次年度にさらに症例を重ねる。3.呼吸器系癌気管支鏡下に5-ALAの投与により診断が可能な症例を得ているが、本領域でも投与量増加による診断能力の改善が期待される。本研究費において3つの科においてそれぞれ研究を進めてきた。1.脳神経外科(松村、能勢、高野)2000年8月2003年1月までに26例の患者において高感度カラー-CCDカメラとdelta-aminolevulinic acid(5-ALA)を用いた術中蛍光診断を行った。内訳は神経膠芽腫8例、退形成性神経膠腫8例、良性神経膠腫3例、転移性脳腫瘍5例、その他2例である。このうち20例(77%)に蛍光診断陽性所見が得られた。陰性例のうち3例は磁気共鳴画像の増強イメージで増強所見が乏しかった。このことより脳腫瘍では脳血液関門の破壊の程度が蛍光診断の陽性所見と相関することが示唆された。しかしながら増強効果のある例でも陰性所見がみられることもあり、薬剤の細胞内動態をさらに基礎的な側面から検討する必要性があることが示唆された。2.呼吸器外科(石川)5ALAを用いた蛍光診断実績について術中蛍光診断は3例、気管支鏡下蛍光診断は4例に行われた。術中診断は腫瘍の部位により深在性のものは蛍光が術中出にくく、切除後の組織にて確認されることが多かった。また、マウスの肺転移モデルにおいても5-ALAを用いた蛍光診断の基礎実験を行ったが、あまり蛍光がみられず本モデルによる研究は中断した。