hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
チェッカーボード・ルールを用いた都市モデルの構築に関する研究

本研究では、チェッカーボード・ルールを用いた都市モデルによるシミュレーション分析をとおして、交通施設整備が人口の変動に与える影響について分析した。構築した都市モデルは、対象地域内を500km×500mのメッシュに分割し、各メッシュの土地利用-人口関係をNeural Network Model(NNモデル)で学習し、Cellular Automata(CA)で時間発展することで都市内人口の推移を表現できるものである。NNモデルの学習については、t期における分析対象のメッシュとその周辺の8メッシュの土地利用状況(住居施設、工業施設、商業施設面積の占有度)と地価、人口データを入力し、t+1期の対象メッシュの人口を出力するように学習した。以上のことから、以下の知見を得た、1.構築したNNモデルは人口の再現能力が非常に高く、対象地域内の土地利用-人口関係を十分把握できるモデルができた。また、CAによる時間発展においても、人口の動態(郊外化)を的確に捉えたモデルが構築できた。2.交通施設整備のシナリオとして、道路を建設する場合としない場合について分析を行った。その結果、道路建設により人口の郊外化が促進されることが分かった。一方、道路建設がなされなければ、郊外化は抑えられるが、都市内では住居地域、工業地域、商業地域など、明確な住み分けが行われる傾向にあることが分かった。以上のことから、人口の郊外化は交通施設整備のタイミングに影響を受けることが分かった。今回は交通施設整備のみによる分析であったが、土地利用計画も含めて総合的に分析しなければならない。また、今後の人口減少を考えると、さらに中心市街地の人口減少が予想されるため、道路建設以外の都市内における交通施設整備の模索が必要である。本年度の研究は、チェッカーボード・ルールを用いた都市モデルの構築を行うにあたり、基礎データの整理を行った。具体的には実際の土地利用、人口、地価データなどをメッシュ状のデータに変換し、各メッシュの土地利用-人口関係をNeural Network Model(NNモデル)で学習し、Cellular Automataで時間発展することにより、都市内人口の推移を把握した。その中から得られた知見は以下の2点である。1.1つのメッシュの人きさは500m×500mが妥当であると考えられる。これは、都市計画図を参考に土地利用の状況を分析した結果、メッシュサイズを上記の大きさにすることにより土地利用状況を的確にデータ化することが可能なためである。2.NNモデルの学習において、1つのメッシュの入力データを隣接するメッシュのみにする場合と、より大きな範囲までを入力する場合とでは、発展過程については同様の挙動をするが、その時間間隔が異なることが分かった。このことから、1つのメッシュへの影響範囲と時間発展に関係があるとが分かった。今後は都市の時間発展と土地利用施策の関係を明らかにするとともに、開発シナリオごとの人口変動を分析する。具体的には、近年まで都市内では人口規模の増加に伴い、市街地の拡大が進んできた。そのため、地価の高騰、渋滞問題などが発生し、都心部における人口の空洞化につながり、都市の住み易さからの魅力度が減少している。最近の動向は、中心市街地の再活性による都心部への人口定住と住環境改善策が議論されている。また、中心市街地は、都市のシンボル的存在であり、歴史的な見地にからもその保全は必要である。この様に、現在は都市再生が重要な研究課題となっており、今後本研究においても中心市街地再活性のためのシナリオの模索を行う。
正標数の射影代数幾何

ガウス写像の微分の階数が恒等的に零となる射影埋込みをもつ非特異射影多様体,ガウス写像の一般ファイバーの線形性,および,接的退化曲線の線型退化性についていくつかの研究成果を得た.また,「都の西北代数幾何学シンポジウム」を開催した.ガウス写像の微分の階数が恒等的に零となる射影埋込みをもつ非特異射影多様体,ガウス写像の一般ファイバーの線形性,および,接的退化曲線の線型退化性についていくつかの研究成果を得た.また,「都の西北代数幾何学シンポジウム」を開催した.ガウス写像が非分離的となる射影埋込みをもつ射影多様体の分類を目指した。埋込みの像に特異点を許すか否かで様相が大きく異なることが従来の研究で判っており、本年度は主に非特異の場合の研究を行った。さらに分類の対象として最も極端な場合、つまり、性質「(GMRZ)ガウス写像の微分の階数が恒等的に零となる射影埋込みをもつ」を満たす非特異射影多様体に焦点を絞った。深澤知氏(山形大学)および古川勝久氏(早稲田大学)との共同研究を行い、グラスマン多様体やセグレ多様体などの基本的な射影多様体および比較的次数の低い超曲面のGMRZ性について明らかにした。その成果は論文にまとめ発表した。口頭では、2010年7月にIMPA(リオデジャネイロ、ブラジル)で開催された第10回可換代数代数幾何学研究集会(ALGA-2010)で招待講演発表を行った。また、2010年9月にソウル国立大学(ソウル、韓国)の代数学セミナーに招待され講演発表を行った。その後、古川勝久氏(早稲田大学)と共同研究を続行した。古川氏の大きな寄与により、未解決であった次元の低い3次超曲面のGMRZ性について明らかにすることができた。特に、問題とする射影多様体のブローアップとGMRZ性との関係の研究において大きな進展があった。一方、桂利行氏(法政大学)からの援助を受けて、海外の数学者2名を含む15名の数学者に講演発表を依頼し、早稲田大学理工学部において2010年11月10日から13日までの4日間、「都の西北代数幾何学シンポジウム」を開催した。これは研究課題に関連する分野の情報収集に大いに役立った。またこのシンポジウムを通じて多くの数学者と研究課題に関して研究打ち合せをすることができ、非常に有意義であった。シンポジウムの様子は報告集として冊子にまとめ、日本全国の主だった大学・数学教室に郵送した。ガウス写像の一般ファイバーの線形性について,古川勝久氏(早大理工)との共同研究を行った.具体的には当該研究課題応募時の「研究目的」欄に挙げた「ガウス写像(の引き起こす関数体の拡大)が分離的の場合にガウス写像の一般ファイバーは線形となるか?」という未解決問題に取り組んだ(標数零の場合に肯定的であることは1970年代から知られている).度重なる議論の結果,この問題は古川氏のアイディアにより肯定的に解決された.古川氏はこの問題解決で得たアイディアをさらに発展させつつある.その内容は古川氏による単著論文として発表される予定である.一方,正標数の基礎体上で,ガウス写像の一般ファイバーが線型とはならない最初の例は,J.Rathmann(Math.Ann.276(1987))と楫(J.London Math.Soc.(2)33(1986))により独立に与えられたが,後者の論文の主題,つまり接線に関するtrisecat lemma-tangential trisecant lemma-について,射影曲線の特異点に関する条件を緩めることができ,若干ではあるが一般化することができた.現在,特異点に関する条件を完全に外せるかどうか研究中である.なお,研究発表と研究連絡を目的として,2011年10月にブラジルで開催された「第11回代数幾何学可換代数研究集会」酸化を計画していたが,交付金3割削減の可能性を見込んだ「交付決定額の分割払い実施」のために参加できなかった.後に全額支給されることにはなったが「時すでに遅し」であった.研究実施計画に挙げた「双有理的ガウス写像をもつ非再帰的非特異射影多様体の研究」については、思うように研究は進まなかった。一方、「接線に関するtrisecant lemma-tangential trisecant lemma-の一般化」については、結局、形式的冪級数環上の連立微分方程式系を解析することが解決のポイントであると判った。数式処理システム「Mathematica」を用いた計算実験により、ある程度の見通しがついてきた状況である。しかし、当初目標とした特異点に関する条件を完全に外すには至らなかった。2012年8月にInstituto Nacional de Matematica Pura e Aplicada=IMPA(ブラジル、リオデジャネイロ)へ赴き、IMPA教授のE.Esteves氏およびA.Garcia氏と研究課題に関する議論・情報交換を行った。また、その際、IMPAで開催された「第12回代数幾何学可換代数研究集会(ALGA)」にも出席し、上記の「接線に関するtrisecant lemma-tangential trisecant lemma-の一般化」についてそれまでに得られていた成果について招待講演を行った。10月の代数幾何学シンポジウム(城崎)では、多くの代数幾何学者と情報交換を行うことができた。とくに、寺杣友秀氏(東京大学)と尾形庄悦氏(東北大学)とは長時間にわたり集中的に議論できたことは有意義であった。

他、7件の研究出張を行ったが、いずれも様々な専門家との議論・情報交換ができ、非常に有意義であった。当該研究課題応募時に挙げた上記未解決問題に取り組んでいたため,また,それから派生した「"tangential trisecant lemma"の一般化」に取り組んでいたため,2011年度研究実施計画に挙げた「ガウス写像が非分離的となる射影埋め込みをもつ射影多様体の分類」は遅れている.ただ,未解決問題の解決などにより,研究課題である「正標数の射影代数幾何」の観点からは大きな進展があったといえよう.24年度が最終年度であるため、記入しない。2011年度の研究実施計画に挙げた「ガウス写像が非分離的となる射影埋め込みをもつ射影多様体の分類」は,期待通りには捗っていない.今後は,当該研究課題応募時に挙げたもう一つの問題「射影多様体に対する再帰性とガウス写像の分離性の関係」について取り組みたい.これについては.上記「研究実績の概要」に挙げたガウス写像の一般ファイバーの線形性の研究から,問題解決の糸口が掴めと思われる.また,2011年度に若干の一般化に成功した"tangential trisecant lemma"のさらなる一般化に取り組みたい.24年度が最終年度であるため、記入しない。
過去250万年間の地球磁場強度変動に関する研究

西部赤道太平洋のカロリン海盆および南西太平洋のマニヒキ海台で採取された堆積物コア計6本の、磁化率、自然残留磁化(NRM)、非履歴性残留磁化(ARM)、等温残留磁化(IRM)等の測定を行った。Uチャネルを用いて採取した試料については、時間解像度を向上させるため、デコンボリューション処理を行った。これらのコアは過去約120300万年の年代をカバーしている。各コアについて、NRM強度をARMで規格化して、相対的古地磁気強度変動曲線を求めた。カロリン海盆の3本のコアについては、磁化率及びARMの変動を、南シナ海のODP Site 1143において報告されている、ミランコビッチ周期にチューニングされた酸素同位体比曲線と対比することにより、2万年程度の精度で年代を決定した。マニヒキ海台において採取された3本のコアについては、酸素同位体比の測定データ(PC4)、堆積物の色とARMの変化(PC2)、磁化率とARMの変化(PC5)をそれぞれSite 1143の酸素同位体比曲線と対比することにより年代を決定した。これらの年代を基準にスタッキングして得られた相対古地磁気強度変動パターンは、それぞれの海域内だけでなく、約7000km離れている2つの海域間においても、年代決定の誤差の範囲でよい一致を示した。80300万年前の古地磁気強度において、ブルン期の標準曲線Sint-800と同様に、1020万年程度の間隔で繰り返し極小が存在する。極小の多くは、地磁気逆転境界及び今までに報告されたエクスカーションの年代と一致する。このことは、ブルン期に限らず、古地磁気変動においては強度の急激な減少とそれに伴うエクスカーションが頻繁に起きていることを示す。ガウス-松山境界をはじめ、地磁気逆転境界において、いわゆるasymmetric sawtooth patternは見られなかった。西部赤道太平洋のカロリン海盆および、南西太平洋のマニヒキ海台で採取された堆積物コアの、磁化率測定、自然残留磁化測定(NRM)、非履歴性残留磁化(ARM)測定、等温残留磁化(IRM)測定等を行った。古地磁気層序より、これらのコアは過去23百万年をカバーしていて、松山期の古地磁気強度標準曲線を求める目的に適しているととが確認された。コア採取地点の水深は23004500mで、これらの堆積物では炭酸カルシウム含有量が古気候変動に伴って変化し、結果として強磁性鉱物含有量が希釈効果により変動することから、磁化率が酸素同位体比と相関して変動していることがわかった。これを利用し、磁化率変動またはARM強度変動をいわゆるミランコビッチ周期にチューニングすることにより、精密な年代決定を行い、同じ海域内さらに2つの海域のコア間の精密な対比を行うことが可能となった。現在、チューニングと対比の作業を進めている。各コアについて、NRM強度をARMまたはIRM強度で規格化して、相対的古地磁気強度変動曲線を求めた。予察的な時系列解析の結果は、松山期においては、ブルン期と同様の10万年程度の周期的変動と、さらに20万年程度の周期的変動が存在することを示唆している。各コア間の対比の完成後は、相対的古地磁気強度変動曲線のスタッキングを行い、標準変動曲線を完成させる。さらに、古地磁気方位(伏角)の長周期永年変化を明らかにして、方位と強度の相関関係について検討を行う予定である。

研究には、2つの海域から得られた計5本の海底堆積物コアを用いた。昨年度までにこれらのコアの古地磁気・岩石磁気測定を終え、相対古地磁気強度データが得られていた。今年度は、各コア間の精密対比とスタッキングを行い、過去300万年間の古地磁気強度標準変動曲線を完成させた。西部赤道太平洋カロリン海盆の2本のコアについては、磁化率及びARMの変動を、南シナ海のODP Site 1143において報告されている、ミランコビッチ周期にチューニングされた酸素同位体比曲線と対比することにより、2万年程度の精度で年代を決定した。カロリン海盆では、古気候変動に伴う生物生産量の変動がもたらす希釈効果により、磁化率変動が酸素同位体比曲線と良い相関を示すことが知られている。南太平洋低緯度域のマニヒキ海台において採取された3本のコアについては、酸素同位体比の測定データ(PC4)、堆積物の色とARMの変化(PC2)、磁化率とARMの変化(PC5)をそれぞれSite 1143の酸素同位体比曲線と対比することにより年代を決定した。これらの年代を基準にスタッキングして得られた相対古地磁気強度変動パターンは、それぞれの海域内だけでなく、約7000km離れている2つの海域間においても、年代決定の誤差の範囲でよい一致を示した。80300万年前の古地磁気強度において、ブルン期の標準曲線Sint-800と同様に、1020万年程度の間隔で繰り返し極小が存在する。極小の多くは、地磁気逆転境界及び今までに報告されたエクスカーションの年代と一致するように見える。このことは、地磁気変動においては、強度の急激な減少とそれに伴うエクスカーションが頻繁に起きていて、ブルン期が特別な時期ではないことを示唆する。ガウス-松山境界をはじめ、地磁気逆転境界において、いわゆるasymmetric sawtooth patternは見られなかった。
淡水産藻類の生理活性物質の探索とその応用研究

微細藻中の抗発癌プロモーション活性成分の探索を行なった.その結果、ホルミジウム属より不飽和度の高いアシル基を持つモノ及びジガラクトシルジアシルグリセロール(MGDG,DGDG),スルホキノボシルグリセロール(SQDG)がin vitroで活性を発現し,とくにDGDGは毒性が低くin vivoでも抗発癌プロモーション活性を発現することが明らかとなった.またアシル組成と抗発癌プロモーション活性との相関を調べるため,化学合成によりまずMGDGから合成を開始し活性を検討した結果,特にオレオイル基を有するMGDGは,我々が天然界から単離したMGDG,DGDGよりも遥かに活性が強く,毒性が少ないことがわかった.クロレラ属からもSQDGが得られ、単離が困難であったが,塩基性下でHPLCを行うことにより新規化合物を含む5種のSQDGを得た.このうち1種は分枝飽和アシル基を持つ珍しい分子であった.さらにクロレラ属のMGDGやDGDGの中にも同様なアシル基を持つ新規化合物の存在が明らかとなった.この他,藍藻スピルリナ属より抗発癌プロモーション活性成分として,SQDGのモノアシル体を単離した.また抗酸化成分の探索も行なったところ,既知ではあるがクロロフィル誘導体数種の構造を決定した.微細藻類より単離した糖脂質,硫糖脂質類のアシル基とその結合位置を決定する手段として酵素的sn-1位特異的脱アシル化反応を報告してきたが,リン脂質にも同様の反応を応用し,天然のリン脂質の構造決定の武器となる,安価なリパーゼによる酵素的sn-1位特異的脱アシル化反応を開発した.一方,糖脂質類の酵素的合成法の開発を目的としてリパーゼによるアシル化反応を行なった結果,モノガラクトシルグリセロールのsn-1位特異的アシル化に成功した.微細藻中の抗発癌プロモーション活性成分の探索を行なった.その結果、ホルミジウム属より不飽和度の高いアシル基を持つモノ及びジガラクトシルジアシルグリセロール(MGDG,DGDG),スルホキノボシルグリセロール(SQDG)がin vitroで活性を発現し,とくにDGDGは毒性が低くin vivoでも抗発癌プロモーション活性を発現することが明らかとなった.またアシル組成と抗発癌プロモーション活性との相関を調べるため,化学合成によりまずMGDGから合成を開始し活性を検討した結果,特にオレオイル基を有するMGDGは,我々が天然界から単離したMGDG,DGDGよりも遥かに活性が強く,毒性が少ないことがわかった.クロレラ属からもSQDGが得られ、単離が困難であったが,塩基性下でHPLCを行うことにより新規化合物を含む5種のSQDGを得た.このうち1種は分枝飽和アシル基を持つ珍しい分子であった.さらにクロレラ属のMGDGやDGDGの中にも同様なアシル基を持つ新規化合物の存在が明らかとなった.この他,藍藻スピルリナ属より抗発癌プロモーション活性成分として,SQDGのモノアシル体を単離した.また抗酸化成分の探索も行なったところ,既知ではあるがクロロフィル誘導体数種の構造を決定した.微細藻類より単離した糖脂質,硫糖脂質類のアシル基とその結合位置を決定する手段として酵素的sn-1位特異的脱アシル化反応を報告してきたが,リン脂質にも同様の反応を応用し,天然のリン脂質の構造決定の武器となる,安価なリパーゼによる酵素的sn-1位特異的脱アシル化反応を開発した.一方,糖脂質類の酵素的合成法の開発を目的としてリパーゼによるアシル化反応を行なった結果,モノガラクトシルグリセロールのsn-1位特異的アシル化に成功した.著者らは各種藻類の抽出物の抗発癌プロモーション活性、抗酸化活性等を調べ、活性があったものについて分離を進めた結果、藍藻Phormidiumtenueより抗発癌プロモーション活性成分としてモノガラクトシルジアシルグリセロール(MGDG)とジガラクトシルジアシルグリセロール(DGDG)を分離した。これらの化合物をアシル基の組成が単一のものになるまで精製、単離をすすめ、それぞれのin vitroでの活性を調べた結果、NGDG、DGDGとも二重結合の多い脂肪酸を持つ化合物と、Sn-2位にミリスチン酸を持つ化合物の活性が大きいことが判明した。またDGDGには細胞毒性がなく、in vivoの活性試験でも抗発癌プロモーション活性が確認できた。この点については現在投稿準備中である。脂質成分には種々の生物活性が見出せることから、各種藻類に特殊な脂質が含まれていないか検索を行ったところ、窒素固定藍藻Anabaenaflos aquae f.-flos aquae中に他の藻類には含有されない化合物が含有されていることが判明した。これを単離したところ、2種のヒドロキシ脂肪酸であることが判明した。各種スペクトルを駆使してその構造を解明した結果、9位水酸基が今まで天然から単離されたものの配置とは逆のR配置の(10E、12Z、15Z)-9R-hydroxyoctadecatricnoic acidと(10E、12Z)-9R-hydroxyoctadienoic acidであることがわかった。9R-ヒドロキシ脂肪酸を天然より初めて単離した例であり、これはLipids誌に論文として公表した。尚現在、各種藻類より抗発癌プロモーション、抗HIV-I、抗菌活性等を指標に化合物の単離を進めている。また新規脂質類の探索も同時に行っている。前年度より引き続き藍藻中の抗酸化成分,抗発癌プロモーション活性成分の探索を行なった.

その結果、不飽和度の高いアシル基を持つジガラクトシルジアシルグリセロール(DGDG)がin vitroだけでなくin vivoでも抗発癌プロモーション活性を発現することが明かとなった.またアシル組成と抗発癌プロモーション活性との相関を調べるため,化学合成によりまずモノガラクトシルジアシルグリセロール(MGDG)から合成を開始し活性を検討した結果,特にオレオイル基を有するMGDGは,我々が天然界から単離したMGDG,DGDGよりも遙に活性が強く,毒性が少ないことがわかった.この他,藍藻スピルリナ属より抗発癌プロモーション活性成分として,スルホキノボシルグリセロールのモノアシル体を単離した.また抗酸化成分としては既知ではあるが,クロロフィル誘導体数種の構造を決定した.硫糖脂質のうち,分枝飽和アシル基を持つ新規の化合物を緑藻クロレラ属から単離し昨年度報告したが,MGDGやDGDGの中にも同様なアシル基を持つ新規化合物の存在が明らかとなった.昨年度までに微細藻類より単離した糖脂質,硫酸脂質類のアシル基とその結合位置を決定する手段としてsn-1位特異的脱アシル化反応を報告してきたが,リン脂質にも同様の反応を応用し,天然のリン脂質の構造決定の武器となる,安価なリパーゼによる酵素的sn-1位特異的脱アシル化反応を開発した.一方,糖脂質類の酵素的合成法の開発を目的としてリパーゼによるアシル化反応を行なった結果,モノガラクトシルグリセロールのsn-1位特異的アシル化に成功した.
市町村保健福祉計画の計画行政学的視点からの評価に関する研究

老人保健福祉計画は、低経済成長、人口の急激な高齢化、大きな社会変動のもとで、保健福祉サービスの普遍化や分権化、総合化などを特徴として推し進められた行政改革の一環として登場した。また、1989年に発表された「高齢者保健福祉推進10か年戦略」を具体化するという重要な役割を担っていた。そして、地域における個別的なニーズを明らかにしながら、(1)医療・保健・福祉サービスを連携させ、(2)そのニーズの充足に必要なサービスを、住民にとって最も身近な市町村で計画的に整備していくことを使命としている。計画の策定と実施は、市町村の保健福祉行政のあり方や方法に大きなインパクトを与えた。とくに、市町村自身にとって自らの責任と行政能力を問う機会となり、加えて住民に対して保健福祉サービスの充実について市町村が大きな責任と役割を担っていることを明確に伝える機会になったことは重要な点である。そのような意味で市町村老人保健福祉計画は、そこで示された保健福祉サービス量の達成だけでなく、達成のためのプロセスに重要な課題を包括しており、それを含んだ評価の枠組みを必要としている。すなわち、今後日本がめざす参加型福祉社会の構築に向けて、計画策定を契機とした(1)行政組織の連携の道筋の具体化と定着化、(2)住民参加の実質的システム化、(3)住民の意識を含めた地域社会の変容についての成果と課題を明らかにする評価の枠組みである。市町村老人保健福祉計画の評価の的確な実施とその方法の開発は、保健福祉行政の範疇にとどまらず、参加型福祉社会の基盤となる地方自治の実現に向けて、市町村行政と住民のパートナーシップを具体化する可能性をもつものとして捉えられることが重要である。大都市の中心市街地として東京都台東区、地方都市として愛知県豊田市を選定し、両区市における老人保健福祉計画の内容および実施状況を検討した。その結果、老人保健福祉計画の評価には、人口や高齢化率、財政状況などに加えて、世帯や家族、地域社会の構造を考慮に入れることが必須であることが考察された。台東区は総人口159,723人中、65歳以上の高齢者人口は27,886人(高齢化率17.5%)、うち75歳以上の後期高齢者人口は11,763人(7.4%)と、非常に高い高齢化率を示している(平成5年4月1日現在)。これに対して豊田市では、総人口336,632人中、65歳以上14,862人(7.2%)、75歳以上9,327人(2.8%)と、台東区や全国平均(13.5%)と比べても、きわだって低い。台東区の地域保健福祉計画目標数値は、老人保健施設が現況1か所(区外施設入所)38床から2か所150床、在宅ケア支援センターが1か所、特別養護老人ホーム入所者数が現況328人から443人、高齢者在宅サービスセンターが3か所から11か所、在宅介護支援センターが1か所、それぞれ増加を計画している。これに対して豊田市の目標数値は、老人保健施設が現況2か所190床から3か所328床、特別養護老人ホームが現況2か所100床から3か所348床への増加を計画している。総人口では豊田市が台東区の2倍以上に達しているにもかかわらず、65歳以上の単独世帯数は台東区が4,214世帯、豊田市では1,199世帯と大きな開きがあり、世帯構造の点でも対照的である。この背景として、豊田市はトヨタ自動車を頂点として、その関連・下請企業が多数立地する一大工業都市であるにもかかわらず、総面積の約5割が田畑・山林によって占められ、果樹栽培を筆頭に比較的豊かな農業経営が維持されているという点が大きい。

しかし豊田市の住宅市街地では、トヨタおよび関連・下請企業の成長とともに流入してきた核家族や単身者のなかから、公的な介護を必要とする高齢者が大量に出現するきざしも見えつつある。また農業地域においても、そのような介護の要求は多世代家族のなかで充足されるか、あるいは十分に充足されなくても、要求の声が家族の外に出ていかないことになりちである。この問題は、都市的な高齢化と介護需要の発生パターンとは異なる質を持つものとして受けとめていく必要がある。今年度は、東海圏の中核市である岐阜県岐阜市(平成2年国勢調査人口40万7134人)と静岡県浜松市(同、56万1606人)を調査対象都市として選定し、両市における老人保健福祉計画の内容および実施状況を比較検討した。岐阜市は、木曽川、長良川、揖斐川の三大河川によって形成された濃尾平野の北部に位置し、県庁所在地として、また、アパレルに代表される産業都市、長良川の鵜飼いに象徴される観光都市などとして発展を遂げてきた。しかし平成2年国勢調査以降、人口は減少に転じ、高齢化率も、昭和60年8.6%、平成2年10.0%、7年14.8%と着実に上昇している。一方、浜松市は、浜名湖をはじめ、天竜川、遠州灘と豊かな自然と温暖な気候に恵まれ、繊維・楽器・輸送機械を中心とする工業都市として発展してきた。人口規模は県庁所在地の静岡市を上回り、独自の都市圏を形成している。近年では、日系ブラジル人はじめ外国人の流入・定着も著しい。岐阜県と異なり、浜松市の人口は微増を続けているが、高齢化率は昭和60年9.3%、平成2年11.0%、7年13.8%と、やはり上昇の一途にある。平成11年度末における老人保健福祉在宅サービスの年間目標量を比較すると、ホームヘルプサービスは、岐阜県が32万2859人・時間(ヘルパー311人)、浜松市が15万7349人・時間(同140人)、デイサービスは岐阜市が6万4898人・回(実施施設16カ所)、浜松市が11万1695人・回(同22カ所)、ショートステイは岐阜市が5万9442人・日(ショートステイ床236床)、浜松市が7372人・日(同177床)となっている。また施設サービスの整備目標量を見ると、特別養護老人ホームは、岐阜市が10施設・675人、浜松市が16施設・1083人、老人保健施設は、岐阜市が11施設・878人、浜松市が6施設・902人、ケアハウスは、岐阜市が5施設・338人、浜松市が7施設・312人、養護老人ホームは,岐阜市が2施設・197人、浜松市が4施設・233人となっており、ほかに岐阜市は、在宅介護支援センター11施設の整備を目標としている。浜松市は、軽費老人ホーム1施設の現状維持にとどまっている。老人保健福祉計画は、高齢化の急激な進展に対し、地域において個別的なニーズを明らかにしながら、(1)福祉・保健・医療のサービスを連携させ、(2)そのニーズの充足に必要なサービスを住民にとって最も身近な市町村で計画的に整備していくことを使命としている。したがって、計画の評価にあたっては、そこで示されたサービス目標量が、着実に達成されたかが問われなければならない。しかし、この老人保健福祉計画は、サービス目標量を達成するプロセスに重要な課題を含んでいる。すなわち、(1)ニーズの適切な掘り起こし(ニーズ把握)、(2)サービス提供体制を確保するための調整、(3)サービス提供の方法をめぐる関係諸機関・団体の調整などである。そして何よりもこれらが、今後わが国がめざす参加型福祉社会の構築につながるものでなければならない。
オール液体ソースを用いる減圧有機金属気相成長SiドープGaNの低温成長

トリメチルガリウム-モノメチルヒドラジン系ソース、或いは、トリエチルガリウム-モノメチルヒドラジン系ソースを用いて、有機金属気相成長法により160Torrの減圧下で(001)GaAs基板上にGaN結晶の成長を行った。GaN結晶は、トリメチルガリウム-モノメチルヒドラジン系ソースのときには、基板温度が約450°Cから成長が認められ、トリエチルガリウム-モノメチルヒドラジン系ソースのときには、約400°Cの低温から成長が認められた。反応生成ガスの四重極質量分析の結果と比較するとアルキル金属の実効的分解温度の低い方が成長温度が低くなっている。GaAs基板上に低温でGaN緩衝層を成長した後に、引き続き成長温度を550°Cから700°Cに昇温してGaNを成長させると、トリメチルガリウム-モノメチルヒドラジン系ソースの使用のときに、緩衝層のない時に比べてX線回折強度が増加し半値全幅が減少し、C軸によく配向した六方晶系のGaN結晶の成長がみられ、成長表面も鏡面となった。トリエチルガリウム-モノメチルヒドラジン系ソースの使用のときには、C軸配向した六方晶系GaNの成長が低温でみられ、特に、成長温度が700°Cのときには、立方晶系のGaN結晶がC軸配向して成長することが初めて観測された。GaN成長結晶を二次イオン質量分析計で測定した結果、成長結晶のGaとNの比率は成長層で一様であり、また、不純物として炭素や酸素が検出された。
接地境界層乱流中の構造物に作用する風荷重の評価に関する研究

低層構造物に作用する風荷重評価において、風荷重を支配する接近流の乱流因子について考察した.特に、風洞実験的な手法で、この種の荷重を決定する場合に、風洞内に模擬すべき境界層乱流について、支配的な因子を明確にすることで、相似条件を緩和することの可能性が拡がる。ここでは、低層陸屋根構造を対象とし、これを特性の異る数種の境界層中に設置して、屋根面圧力の変化を計測し、圧力形成を支配する乱流パラメーターを抽出することを試みた。本研究で着目した乱流因子は、境界層厚さ、平均風速鉛直分布(速度勾配)、乱れの強さ、乱れのスケール、パワースペクトル等である。これらの乱流を生成させる手段としては、スパイヤとラフネスブロックによる境界層乱流と、格子による一様乱流場が用いられた。実験的手法による検討の結果、従来から指摘されていた実験相似上重要であるとされる「乱れの強さ」は、屋根面圧力の形成において必ずしも支配的な役割を持たず、むしろ軒高レベルにおける平均風速の「速度勾配」の働きが重要であることが示された。また、この軒高での速度勾配は、従来から風洞相似則として用いられていたJensen number(H/Zo;軒高/粗度長)の逆数に対応するものであることも同時に示した。さらには、速度勾配が支配的な働きをする理由として、構造物前面における死水領域の役割を指摘している。これについては、今後なお検討を進める必要があるが、現時点では、風洞実験においては、速度勾配を相似させることが極めて重要であるとの結論を得た。
阿蘇-5マグマ溜まり準備過程の物質科学的探求

阿蘇5の準備過程を知るには,珪長質マグマ溜りの成長過程を知ることが重要である.マグマ供給系の物理化学条件の変化を知るために,阿蘇4巨大噴火以降の珪長質マグマの活動,すなわち阿蘇中央火口丘第1第6軽石(ACP16)に焦点を当てた.今年度は第1第4軽石(ACP14)の全岩分析,鉱物分析,鉱物に含まれるメルト包有物の分析を行い,米塚,中岳等,完新世の玄武岩マグマの供給系との比較を行った.分析した軽石の組成・給源は,ACP1:黒雲母複輝石デイサイト,不明,ACP2:複輝石デイサイト,草千里ヶ浜火口,ACP3:黒雲母複輝石流紋岩,高野尾羽根,ACP4:複輝石デイサイト,立野溶岩火口である.またACP3/4間に給源不明のかんらん石,両輝石を含むスコリアを発見した.これらの軽石,スコリアに含まれるメルト包有物の分析をしたところ,組成が狭い範囲に集中するもの,直線的トレンドを示すもの,広くばらつくものの3つのパターンが認められた.ACP1はSiO2=6070 wt.%の範囲で組成が大きくばらつき,K2O含有量が他のものより高かった.ACP2, 3, 4はSiO2=7075 wt.%の中で,狭い組成範囲に集中し,それぞれK2Oレベルが異なった.ACP3/4はSiO2=5065 wt.%で直線的なトレンドを描き,完新世のスコリアの組成パターンに似るが,K2Oレベルが少し低い.大規模噴火を起こした阿蘇4マグマは,いくつかの組成のマグマの混合パターンを示し,層状で各層が均質なマグマ溜りの存在が推定できる.現在の中央火口丘群の活動を見ると,ACP4,3,2では均質なマグマ溜りの成長が認められるが,その後,火道が北に移動しACP1で幅広い組成の混合マグマを「吸い出した」後に,完新世の玄武岩マグマの活動に移行した.ある程度の規模の珪長質マグマ溜りは4千年前以降発達していないと思われる.昨年度,達成できなかった阿蘇4軽石,スコリアの分析は今年度もできなかった.代わりに優先順位が高い阿蘇中央火口丘第1第4軽石(5.5万年1万年前)の分析,完新世(4000年前現在)スコリアの分析に注力した.阿蘇4については以前,研究室で行った予察的研究(山崎ほか,2015,JPGU Abstr)を参考にし,温度・圧力等の推定は最終年度に回すことにした.阿蘇4以降の中央火口丘群の火山噴出物に含まれるメルト包有物の分析結果から,阿蘇4以降のマグマ供給系のモデルがかなり明確になった.9万年前の阿蘇4から現在までの阿蘇火山のマグマ供給系の全体像が描けたので,最終年度はデータの補充.さらに阿蘇4噴出物のメルト包有物の再測定と温度・圧力等の推定.時間的余裕があれば,阿蘇中央火口丘第5第6軽石の採集および鉱物分離,メルト包有物の分析をしたい.温度・圧力・含水量などの推定,完新世スコリアとの比較をしたいと計画している.阿蘇4火砕噴火の直前に噴火した大峰火砕丘(2 km3)について,大規模噴火の準備過程の情報を得るために,スコリア試料に含まれる斜長石,輝石斑晶中のメルト包有物の分析を行い,阿蘇4,小谷(おやつ)サブユニットの軽石のメルト包有物と比較した。全岩組成で,両者の間にわずかな違いがあったが,メルト包有物でも明瞭に異なる事(SiO2=6870 wt.% vs. 7174 wt.%),さらに斜長石,輝石組成幅でも異なることを確認した。単斜輝石温度圧力計,角閃石温度圧力計,両輝石温度計などで,大峰マグマの噴火前温度920970°C,圧力1.31.5kbar(深さ58km)の推定値を得た。また含水量の推定については,メルト包有物のFT-IR分析によって大峰スコリアが1-2 wt.%,小谷軽石が3-5wt.%という値を得ていたが,斜長石-メルトの含水量計による計算でも,ほぼ同じ傾向になることを確認した。揮発成分の違いが,溶岩流主体の噴火と大規模な火砕噴火の違いに結びついたと推測した。前駆噴火として阿蘇4火砕噴火の約9千年前に噴火したAso-A,B,C,D一連のテフラの軽石および火山灰(3.5 km3)を研究テーマとして追加した。試料の全岩組成,鉱物組成,メルト包有物組成を分析し,阿蘇4小谷軽石と比較した。Aso-A,B,C,D軽石の全岩化学組成は阿蘇4よりもややSiO2に乏しく,メルト包有物組成はSiO2=70-72 wt.%で,K2Oなどに着目すると阿蘇4ではなく,阿蘇3にほぼ一致することがわかった。斜長石の組成も阿蘇4ではなく,Kaneko et al. (2015)が報告した阿蘇3の組成に近いことがわかった。9千年では阿蘇4の準備過程には至っていないと結論される。単斜輝石温度圧力計で860-950°C,圧力は1.1-2.7 kbarの推定値を得た。おおむね順調に鉱物分析,メルト包有物分析やデータの解析が進んできた。

しかし阿蘇4軽石,スコリアの分析を論文研究のテーマとしていた学生が平成30年度から休学することになった。野外調査,メルト包有物分析,EPMA分析などを始めていた矢先なので,今後どのように研究計画の分担を変更すべきか,検討中である。阿蘇5の準備過程を知るには,珪長質マグマ溜りの成長過程を知ることが重要である.マグマ供給系の物理化学条件の変化を知るために,阿蘇4巨大噴火以降の珪長質マグマの活動,すなわち阿蘇中央火口丘第1第6軽石(ACP16)に焦点を当てた.今年度は第1第4軽石(ACP14)の全岩分析,鉱物分析,鉱物に含まれるメルト包有物の分析を行い,米塚,中岳等,完新世の玄武岩マグマの供給系との比較を行った.分析した軽石の組成・給源は,ACP1:黒雲母複輝石デイサイト,不明,ACP2:複輝石デイサイト,草千里ヶ浜火口,ACP3:黒雲母複輝石流紋岩,高野尾羽根,ACP4:複輝石デイサイト,立野溶岩火口である.またACP3/4間に給源不明のかんらん石,両輝石を含むスコリアを発見した.これらの軽石,スコリアに含まれるメルト包有物の分析をしたところ,組成が狭い範囲に集中するもの,直線的トレンドを示すもの,広くばらつくものの3つのパターンが認められた.ACP1はSiO2=6070 wt.%の範囲で組成が大きくばらつき,K2O含有量が他のものより高かった.ACP2, 3, 4はSiO2=7075 wt.%の中で,狭い組成範囲に集中し,それぞれK2Oレベルが異なった.ACP3/4はSiO2=5065 wt.%で直線的なトレンドを描き,完新世のスコリアの組成パターンに似るが,K2Oレベルが少し低い.大規模噴火を起こした阿蘇4マグマは,いくつかの組成のマグマの混合パターンを示し,層状で各層が均質なマグマ溜りの存在が推定できる.現在の中央火口丘群の活動を見ると,ACP4,3,2では均質なマグマ溜りの成長が認められるが,その後,火道が北に移動しACP1で幅広い組成の混合マグマを「吸い出した」後に,完新世の玄武岩マグマの活動に移行した.ある程度の規模の珪長質マグマ溜りは4千年前以降発達していないと思われる.昨年度,達成できなかった阿蘇4軽石,スコリアの分析は今年度もできなかった.代わりに優先順位が高い阿蘇中央火口丘第1第4軽石(5.5万年1万年前)の分析,完新世(4000年前現在)スコリアの分析に注力した.阿蘇4については以前,研究室で行った予察的研究(山崎ほか,2015,JPGU Abstr)を参考にし,温度・圧力等の推定は最終年度に回すことにした.阿蘇4以降の中央火口丘群の火山噴出物に含まれるメルト包有物の分析結果から,阿蘇4以降のマグマ供給系のモデルがかなり明確になった.今年度の計画で達成できなかった阿蘇4軽石試料の分析を集中的に行い,鉱物-メルト相平衡から温度,圧力などの推定値を得たい。また当初計画の通り,後カルデラ期で最大規模の噴火である草千里ヶ浜火山の軽石の分析,後カルデラ期,特に最新期で活発になった玄武岩試料の分析を行い,マグマ供給系での深部マグマと浅部マグマの相互作用を明らかにしたいと考えている。玄武岩試料は杵島岳,往生岳,米塚,上米塚,中岳である。またカルデラ期にもWatanabe (1978)が弁利スコリア流,九ノ峰スコリア流を記載しているので,それらの分析も行い,物理化学的パラメータの推定を行いたいと考えている。9万年前の阿蘇4から現在までの阿蘇火山のマグマ供給系の全体像が描けたので,最終年度はデータの補充.さらに阿蘇4噴出物のメルト包有物の再測定と温度・圧力等の推定.時間的余裕があれば,阿蘇中央火口丘第5第6軽石の採集および鉱物分離,メルト包有物の分析をしたい.温度・圧力・含水量などの推定,完新世スコリアとの比較をしたいと計画している.
進化はいかにして環境毒と戦ってきたか-総合的な化学動態分析による陸域・海域生態系の新比較手法の開発をめざして-

以下のとおり、打ち合わせ会2回および全体会議2回を開催し、将来の具体的な研究テーマおよび協力体制のあり方、報告書の内容などについて検討した。1.第一回打ち合わせ会、5月8日東京(角田、紀本、柴田、板橋、薬袋)2.第二回打ち合わせ会、5月15日那覇(角田、功刀、中井、横井、大谷、宗林、板橋、小林、伊藤)3.第一回研究連絡会議、9月3、4日千葉県一宮町(分担者:角田、占部、関野、小山、前田、丸尾、柴田、橋本、紀本、小林、中井、田中、伊藤、横井、共同研究者:石田、尾崎、保倉(計17名))4.第二回研究連絡会議、11月19、20日(ゲスト:河田雅圭氏、小川信明氏、分担者:角田、山村、占部、関野、水口、前田、丸尾、宗林、紀本、功刀、小林、荒川、中井、大谷、田中、伊藤、薬袋、板橋、横井、共同研究者:尾崎、保倉(計23名))結論(一部)は以下の通りである。研究の目標:今まで成長促進因子(栄養)か阻害因子(毒)のどちらかの面でしか捉えられていなかった化学物質(元素,有機物)に対して,その双方の観点で捉え直し生態系における役割を明らかにするとともに,その両面性に対する種間の適応の違いが進化にどのように影響を与え,生物多様性にどのように寄与したのかを解析する.また,そのために必要となる,生態系での物質循環の新たなる観測法や,生理機構を解明する上での総合的な動態解析法の開発を行い,環境科学,医学,食料問題などにも新たな可能性を見出す.どのような化学物質(+観測する対象)を共通の研究対象とするか:化学物質に対する種間の適応の違いを比較し,その生理機構について検討するためには,単独の化学物質に対する応答を比べるだけでは不十分であり,化学物質間の違いも重要な要素となりうる.また,その比較のため,生態系の化学量論的な取り扱いが不可欠であり,生物の主要構成元素などの動態をも合わせて観測する.以下のとおり、打ち合わせ会2回および全体会議2回を開催し、将来の具体的な研究テーマおよび協力体制のあり方、報告書の内容などについて検討した。研究の目標:今まで成長促進因子(栄養)か阻害因子(毒)のどちらかの面でしか捉えられていなかった化学物質(元素,有機物)に対して,その双方の観点で捉え直し生態系における役割を明らかにするとともに,その両面性に対する種間の適応の違いが進化にどのように影響を与え,生物多様性にどのように寄与したのかを解析する.また,そのために必要となる,生態系での物質循環の新たなる観測法や,生理機構を解明する上での総合的な動態解析法の開発を行い,環境科学,医学,食料問題などにも新たな可能性を見出す.どのような化学物質(+観測する対象)を共通の研究対象とするか:化学物質に対する種間の適応の違いを比較し,その生理機構について検討するためには,単独の化学物質に対する応答を比べるだけでは不十分であり,化学物質間の違いも重要な要素となりうる.また,その比較のため,生態系の化学量論的な取り扱いが不可欠であり,生物の主要構成元素などの動態をも合わせて観測する.
医用セラミック被覆ステンレス鋼の0.9%NaCl溶液中の〓食疲労

液体貯蔵用タンク金属材料の腐食劣化は耐食性内張りによって防がれておりこの内張り材料の損傷がタンクの寿命を律している.この内張りの損傷の有無は定期的に操業を止め,内容物を排除し,検査することで確認されているが,検査間隔に制約があり,コストも多大であるため,操業を停止せずに継続的に内張りの損傷或は金属材料の腐食を監視するシステムを試作することをこの研究は目的とした.このため(1)超音波伝達関数,(2)AE位置評定, (3)AE原波形解析, (4)交流インピーダンスの4者の測定結果より総合判断する機構を検討した.難点は基準となる安定な内張り塗膜が得られなかったことである.このため具体的なシステム構成に至らなかった.実験は(1)(2)(3)はエポキシ被膜を,(4)は酸化被皮膜を対象とし行なわれた.皮膜ある材料の超音波伝達関数(1)は負荷に伴う変形に比例して変化するが,皮膜に損傷が生じると広い周波数範囲に渡りほぼ一定となり,モニータリングの指標と成り得ることが示された.皮膜破損時のAE原波形(3)は信号レベルが低く実時間領域では解析不能であり,センサーその他機器の改良によっても期待し難い値である.周波数領域でのAE原波形解析(3)'及びAE位置評定(2)は小容量容器では可能であったが,実用にはセンサー感度の大幅な向上とノイズ対策が必要である.繰返し応力を負荷し,皮膜を破損させ交流インビーダンスの測定を行なった(4).被検部の電位をポテンショッスタットで制御した場合,期待通りの破損検出能が示されたが,実機計測を模した電極位置で,被検部電位を制御しない場合の応答は曖昧である.この検出法は防食のため積極的に電位が負荷され,防食電流が流されているとき,情報を得るに適する.原理的に塗膜の破損な金属の腐食開始の検出可能な方法を組み合わせによる補完的なシステムの構成を意図したが,結果は大寸法容器を対象とする時の問題点を明らかとすることに留まった.当初の研究計画に従い旧設備を使用して短時間試験により316Lおよび2相ステンレス鋼の短時間側S-N曲線(被覆材、0.9%NaCl腐食環境)を作成した。この範囲では2相ステンレス鋼は資料より予想されたごとく316L鋼より優れている。しかし犬の大腿骨にセラミック被覆したくさび型の試片を埋め込み、一定期間後解剖して取り出し引き抜き荷重を求める、動物実験を行ったところ(医学部との共同実験)、2相ステンレス鋼の生体親和性は有意に劣っていた。このため以後の2相ステンレス鋼の検討を取り止めた。2相ステンレス鋼の結果は溶出金属イオンによるものと考え原子吸光分析によって検討を規格し分析試料調整法について検討中である。対策としてTi合金が考えられているが、代表的Ti合金であるTi-6Al-4Vは関節摩耗粉としてVが不安であるため代替候補合金はなお選定中である。61年度後半に納入された腐食疲労試験機を用いて、腐食電流付加による加速腐食疲労試験を実現するための基礎資料となる腐食疲労時の外部電流挙動と耐食性皮膜の損傷の関連について検討した。在来の外部電流の計測では、疲労(応力の繰り返し)に無関係なものも大きく含み解析の精度が劣る。一定電位を付加し、得られた外部電流をFFTアナライザーにより周波数領域に変換し、これより繰り返し応力と同じ周波数成分を分離し、これを疲労に関連する電流成分として、疲労寿命および微視組織との関係を調べた。海水中での腐食疲労の資料が豊富な60Kg級高張力鋼の試験片を用い、人工海水中で腐食疲労試験を行い外部電流の解析を行った。腐食電流量の少ない全面腐食域で応力同期電流振幅と腐食疲労寿命はよく対応した。また主き裂伝播に伴うポンピングによる応力同期電流振幅によって、主き裂伝播が検出できた。応力同期電流振幅の腐食疲労進行中の変化はマイクロクラックの発生などの疲労損傷の累積に対応すると考えられた。液体貯蔵用タンク金属材料の腐食劣化は耐食性内張りによって防がれておりこの内張り材料の損傷がタンクの寿命を律している.この内張りの損傷の有無は定期的に操業を止め,内容物を排除し,検査することで確認されているが,検査間隔に制約があり,コストも多大であるため,操業を停止せずに継続的に内張りの損傷或は金属材料の腐食を監視するシステムを試作することをこの研究は目的とした.このため(1)超音波伝達関数,(2)AE位置評定, (3)AE原波形解析, (4)交流インピーダンスの4者の測定結果より総合判断する機構を検討した.難点は基準となる安定な内張り塗膜が得られなかったことである.このため具体的なシステム構成に至らなかった.実験は(1)(2)(3)はエポキシ被膜を,(4)は酸化被皮膜を対象とし行なわれた.皮膜ある材料の超音波伝達関数(1)は負荷に伴う変形に比例して変化するが,皮膜に損傷が生じると広い周波数範囲に渡りほぼ一定となり,モニータリングの指標と成り得ることが示された.皮膜破損時のAE原波形(3)は信号レベルが低く実時間領域では解析不能であり,センサーその他機器の改良によっても期待し難い値である.周波数領域でのAE原波形解析(3)'及びAE位置評定(2)は小容量容器では可能であったが,実用にはセンサー感度の大幅な向上とノイズ対策が必要である.

繰返し応力を負荷し,皮膜を破損させ交流インビーダンスの測定を行なった(4).被検部の電位をポテンショッスタットで制御した場合,期待通りの破損検出能が示されたが,実機計測を模した電極位置で,被検部電位を制御しない場合の応答は曖昧である.この検出法は防食のため積極的に電位が負荷され,防食電流が流されているとき,情報を得るに適する.原理的に塗膜の破損な金属の腐食開始の検出可能な方法を組み合わせによる補完的なシステムの構成を意図したが,結果は大寸法容器を対象とする時の問題点を明らかとすることに留まった.
超音波断層像における頭頚部腫瘤性病変内部性状の定量的評価法の研究

超音波断層像における腫瘤性病変内部性状の定量的評価法を開発することを目的として、超音波画像を想定した数値ファントム画像の視覚的評価を行い、画素の空間的分布を判定する際の視覚特性を把握し、それに基づいた定量的評価法(ランエリア分析法)を開発した。11人の観察者による数値ファントムの視覚的評価の結果、均一性・織細さの判定いずれにおいても、構成画素あるいは領域形成の大きさが強く影響しており、画素値の変化による影響は小さかった。また、判定の変動については、均一性の個人内変動は、繊細さの個人内変動より有意に大きく、定量的な均一性の判定基準の必要性が確認された。以上の結果より、均一性・繊細さ(テクスチャー)の定量的な判定基準は、同一画素値を持つ画素の連結性を評価することにより可能と考えられ、ランエリア分析法を考案した。この方法は、テクスチャー解析の方法として知られるランレングス分析を改変したもので、4近傍による画素の連結数を各濃度ごとに行列の形式で表示するものである。この行列により、特徴量heterogeneity indexおよびcoarseness indexを求めた。上述の数値ファントムについて、この2つの特徴量を求め、観察者の視覚的評価の結果との相関を調べたところ、視覚的な均一性と2つの特徴量の和との相関が極めて高く、視覚的には定量的な均一性と繊細さが一緒に評価されている可能性が示唆された。エコーファントムの分析結果より、定性的には周囲構造物による対象物辺縁および内部エコーの変化が認められたにも拘らず、定量的には内部テクスチャーの変化は認められず、病変内部テクスチャーの所見としての信頼性が確認できた。そこで、本法を臨床超音波画像に応用したところ、上記2つの特徴量により、病変内部テクスチャーを的確かつ定量的に評価できた。今後症例数を増やし、改良を加えながらさらに検討を続ける予定である。超音波断層像における腫瘤性病変内部性状の定量的評価法を開発することを目的として、本年度は以下の点についての検討を行った。まず、腫瘤性病変内部のエコー強度が、均一か不均一か、また、繊細か粗雑かを判定するための数値ファントムを、専用画像解析装置にて作製した。このファントムは2種類であり、いずれも4段階のグレイ値をもつ画素が45×45mmの正方形の領域にランダムに分布するように構成した。ファントム1は、4段階のグレイ値のうちの1段階が変化するものであり、濃度変化の影響を調べるために作製した。ファントム2は、4段階のうちの1段階のグレイ値をもつ画素の大きさが変化するものであり、領域形成による影響を調べるものである。いずれのファントムにおいても、画像を構成する画素の大きさを変化させ、画素サイズによる影響も確認した。その結果、均一、不均一および繊細・粗雑の主観的評価は、同一画像であっても判断者間および判断者内でかなり異っており、それが最終的な診断名の決定に影響を与えている可能性が示唆されると同時に、病変内部性状についての客観的指標の必要性が確認された。また、超音波画像を実験的に評価するためのエコーファントムを試作した。この試作ファントムは、寒天をベースとして作製し、腫瘤性病変の描出に与える周囲構造物の影響を検討した。その結果、周囲環境が変化することにより、対象物の辺縁の描出度が変化することがわかった。しかしながら対象物内部のエコー分布には影響は認められず、内部性状はその物体の構造状の特性を表していると考えられた。数値ファントムにより、画素の濃度分布およびその大きさの変化による影響が確認されたため、次にその統計学的分析を行い、内部性状評価の定量的指標を作製し、臨床超音波画像に応用する予定である。

超音波断層像における腫瘤性病変内部性状の定量的評価法を開発することを目的として、超音波画像を想定した数値ファントム画像の視覚的評価を行い、画素の空間的分布を判定する際の視覚特性を把握し、それに基づいた定量的評価法(ランエリア分析法)を開発した。11人の観察者による数値ファントムの視覚的評価の結果、均一性・繊細さの判定いずれにおいても、構成画素あるいは領域形成の大きさが強く影響しており、画素値の変化による影響は小さかった。また、判定の変動については、均一性の個人内変動は、繊細さの個人内変動より有意に大きく、定量的な均一性の判定基準の必要性が確認された。以上の結果より、均一性、繊細さ(テクスチャー)の定量的な判定基準は、同一画素値を持つ画素の連結性を評価することにより可能と考えられ、ランエリア分析法を考案した。この方法は、テクスチャー解析の方法として知られるランレングス分析を改変したもので、4近傍による画素の連結数を各濃度ごとに行列の形式で表示するものである。この行列より、特徴量heterogeneity indexおよびcoarseness indexを求めた。上述の数値ファントムについて、この2つの特徴量を求め、観察者の視覚的評価の結果との相関を調べたところ、視覚的な均一性と2つの特徴量の和との相関が極めて高く、視覚的には定量的な均一性と繊細さが一緒に評価されている可能性が示唆された。エコーファントムの分析結果より、定性的には周囲構造物による対象物辺縁および内部エコーの変化が認めれたにも拘らず、定量的には内部テクスチャーの変化は認められず、病変内部テクスチャーの所見としての信頼性が確認できた。そこで、本法を臨床超音波画像に応用したところ、上記2つの特徴量により、病変内部テクスチャーを的確かつ定量的に評価できた。今後症例数を増やし、改良を加えながらさらに検討を続ける予定である。