hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
化粧による顔の魅力に関する認知神経科学的研究

心理的な実験では,化粧による第三者からの魅力の上昇効果が示されているが,実際に脳活動の計測によってその効果を調べた研究はほとんどない.そこで,本研究では化粧顔に対する魅力についてNIRSを用いて,前頭前部の活動を計測することで,化粧による顔の魅力の神経基盤について調べた.実験対象者は男子大学生で,未知の女子大学生の素顔と,メイクアップアーティストにより施術された化粧顔の写真を提示し,それらの写真を観察中の脳血流量を計測した.その結果,素顔と比べ,化粧顔を観察中に前頭前部においてヘモグロビン量が増加することが示された.したがって,前頭前部での化粧による魅力の上昇効果を脳活動から明らかにした.女性は,普段化粧を利用し,女性的で華やかで,より身体的魅力が増加するよう印象を操作する.では,実際に化粧によって他者からの印象は増し,魅力的な顔として認識されるのか.つまり,第三者からの印象は,化粧の有無によって異なるのか.この問いに対して,近年の脳活動計測に広く適応されている近赤外分光法(Near-Infrared Spectroscopy;NIRS)を用いて,成人の男女を対象とし,素顔と化粧顔を観察中の脳内の血流量計測を行い,化粧による顔の魅力の神経基盤を明らかにすることが,本研究の目的である.まず平成27年度は,実験装置である頭部近赤外光計測装置(HOT121B.日立製作所製)の運転の確認を行った.これは簡単装着により短時間で,リアルタイムに脳内の血流量変化を計測可能な装置である.数名の協力者に装着し,ノイズが出ない環境に設置し,実験スペースを確保した.また化粧顔写真の作成に際し,メイクアップアーティストを選定し,メイクの種類や施術の方法など,打ち合わせを実施した.研究面に関しては,「男性化粧顔の印象」(日本顔学会)や「アイラインによる目の過大効果」(日本基礎心理学会)にて,化粧心理学分野のポスター発表を行った.平成28年4月から研究代表者の所属先が変更になったため,平成27年度に実施した装置の設置,実験スペースの確保,メイクアップの派遣などを,再度新しい赴任先にて設定しなおす必要があるため.平成28年度は,刺激画像作成,および本実験での実験手続きの検討を行った.まず,刺激画像作成にあたり,20代の女性80名のモデルにメイクアップアーティストがメイクを施術した.メイクの種類は,就活メイクで,基礎化粧,下地,パウダー,アイブロー,アイシャドー,マスカラ,チーク,リップを,全女性モデル1名ずつ同じ方法で施した.施術に要した時間は,1名につき20分であった.モデル1名につき,2,000円のクオカードを謝礼として支払った.またメイクアップアーティストのメイク施術費用として,モデル1名につき6,000円の謝礼を支払った.顔画像として,メイクを施す前のモデルのノーメイクの素顔の写真を撮影し,メイク施術後に化粧顔の写真撮影を実施した.撮影場所には,撮影用の照明を設定し,モデルは無表情で撮影された.撮影した写真は,画像処理ソフト(Adobe Photoshop)を用いて,背景の輝度や画像の大きさを統一し実験刺激用に加工した.その後,刺激選定のため,女子大学生2名の協力により,撮影した化粧顔刺激の魅力度について5段階評価(1;あまり魅力的でない5;とても魅力的である)を実施した.顔画像は刺激提示用ノート型パソコンを用いて提示し,評価用紙に各画像の魅力度を1つ選択し記入した.それら評価の結果,魅力度の高い化粧顔の女性10名の顔画像(素顔,化粧顔)を実験に用いることにした.刺激の選定後,頭部近赤外光計測装置(HOT121B.日立製作所製)を使用し,刺激の提示時間やベース刺激の選定を行った.頭部近赤外光計測装置を用いた実験実施に向けて準備作業を進めた.最終年度の目標である頭部近赤外光計測装置を用いた実験実施,データ分析,論文執筆に向けて準備が整っており,計画通りに研究が進んでいると考える.日常,女性は,女性的でより身体的魅力を高める印象をもたらすために,化粧を利用することが多い.

では,実際に化粧によって他者からの印象は増し,魅力的な顔として認識されるのか.心理的な実験では,化粧による第三者からの魅力の上昇効果が示されているが(例えば,Cox & Glick,1986),実際に脳活動の計測によってその効果を調べた研究はほとんどない.そこで,本研究の目的は,顔認知の応用的観点から化粧顔に対する魅力について頭部近赤外光計測装置(HOT121B.日立メディコ社製)を用いて,前頭前部の活動を計測することで,化粧による顔の魅力の神経基盤を明らかにしていく.そのために,まず女子大学生を対象として,素顔とメイクアップアーティストによる化粧を施したメイク顔の2枚の写真を撮影した.撮影した写真の背景や大きさを統一し実験に用いた.次に,それら撮影した未知の女子大学生の素顔と化粧顔,およびコントロール刺激(単純な画像)の画像を提示し,それらの画像を見ている間の男子大学生の前頭前部の血中ヘモグロビンの量的変化について調べた.その結果,男子大学生は,女子大学生の素顔と比べ,化粧顔を観察中に前頭前部の活動が増加する傾向にあることを示した.したがって,化粧による第三者からの魅力の上昇効果を脳活動の計測によって明らかにした.本研究結果から示された化粧による他者からの魅力増加といったポジティブな評価は,化粧した本人の自信や積極性の上昇につながると考えられる.また本研究で使用した頭部近赤外光計測装置は持ち運びが簡単にできるため,今後高齢者や障がい者に対しても,化粧をすることで自信につながる`化粧セラピー'へのさらなる実用化への基礎的研究として,本研究成果が有益につながるのではないかと考える.心理的な実験では,化粧による第三者からの魅力の上昇効果が示されているが,実際に脳活動の計測によってその効果を調べた研究はほとんどない.そこで,本研究では化粧顔に対する魅力についてNIRSを用いて,前頭前部の活動を計測することで,化粧による顔の魅力の神経基盤について調べた.実験対象者は男子大学生で,未知の女子大学生の素顔と,メイクアップアーティストにより施術された化粧顔の写真を提示し,それらの写真を観察中の脳血流量を計測した.その結果,素顔と比べ,化粧顔を観察中に前頭前部においてヘモグロビン量が増加することが示された.したがって,前頭前部での化粧による魅力の上昇効果を脳活動から明らかにした.平成27年度に終了した設定を,今後新たに急ピッチで進め,平成28年度中に脳計測実験の終了をめざす予定である.夏季の長期休みに入る前に頭部近赤外光計測装置を用いた実験を実施・終了し,長期休み中に集中してデータ分析を行うことで,効率よく論文執筆が行えるように,計画を進めていく予定である.認知科学メイクアップアーティストの派遣を,平成27年度中に実施できなかったため.前任校での非常勤講師や本務校における教育活動が多忙であったため,今年度は情報収集のために国際学会に参加することが難しく,国際学会への参加渡航費の予算が消化できなかったため.化粧顔刺激作成のための人件費(メイクアップアーティスト派遣)国際学会への参加・成果発表のための渡航費,参加費に使用する予定である.
スポーツ競争に拡大体験の地平を探る意味生成論の展開

スポーツにおける競争という一見他者との対立や隔離を誘発する様相において、拡大体験が成立する地平を探ると共にその教育的意義を明らかとすることが目的である。拡大経験は競技者間に発生する非人称性を伴った溶解体験を対象化することで生ずる経験であり、競技者同士が完全にはコントロールできない他者性を帯びている。この経験を媒介として相互尊敬の念が生じる可能性が見出される。これは、スポーツが有する教育的意義の一つであるが、それを目的に教育プログラムを構築するのは、相互尊敬が偶発的に起こるがゆえに困難であり、その条件や環境を整えることが肝要である。また、相互尊敬の念を確認する指導者の共感力の涵養も重要である。スポーツの特に個人競技及び対人競技において、(1)参加者同士に拡大体験が成立する様相をさぐるべく、西田幾多郎の純粋経験から「私と汝」の論考との関連性について検討を進め、(2)参加者が共に存立する様態の基盤を探るために体験の様相について検討を行った。西田の「私と汝」との関係論において特徴的なのは、両者の結びつく局面において、「私の底に汝を認め、汝の底に私を認める」ということであった。いわばお互いの自己の内に他者を認めるということが必要であり、決して両者が何ものかの契機を共有するわけではないということである。競技においては、競技者同士が他者とあたかも一体化したかのようでどちらにも自由とはならない瞬間が訪れることがある。この瞬間を競技者間で共有するというよりは、お互いがこの瞬間に、自身にとっては自由にならない事態や相手の心身状態を一挙に認知する(かのような)体験をしている。この瞬間に関する考察より、これは言葉による表現が不可能であり、その者の感覚において生起する可能性を見出すことができた。これに対し、相手の動きを感じ取ったり予測したりする事態を知覚することによって、それは「経験」として認識すべきであるとの見解に至った。それが試合終了後に相手の健闘を称え合う振る舞いとなって現れるのだと考えることができる。このように、感覚が体験に、知覚が経験に相当することから、競技者同士の拡大「体験」という表現よりも、拡大「経験」という表現が妥当であるとの見解に至った。この知見を元に投稿準備を進めた。スポーツにおいて競争という一見他者との隔離を誘発する様相において、参加者同士に拡大体験が成立する地平を探るべく、(1)拡大体験に関して、競技者個人の体験やその思索に関連する文献の収集を行い、(2)拡大体験を包摂する意味生成の様相に関わる文献として、ベルクソン関連の収集を行った。また、(3)拡大体験の基盤として、自己と他者とが共に成立する様相を明らかにすべく、西田幾多郎の「善の研究」「私と汝」などの文献調査を元に解読、考察並びにその成果の発表を行った。(1)に関しては、国内外の競技者の体験を綴った文献を収集し、解読作業に着手した。(2)に関しては、ベルクソンに関して海外の研究者からの情報を元に、収集に着手した。また、ベルクソンの新訳が発刊されたが、24年度中には全巻の出版が完了しないため、引き続き収集に当たる必要がある。(3)に関しては、競技者の自由自在な遂行が彼ら自身とその環境との適応状態として西田の「純粋経験」概念からの解釈が可能であること、また、西田にとって自他の境界が消失する境地というものが、自己の底の底を見つめる過程に見出されることが明らかとなり、これら「純粋経験」と「自他の問題」を踏まえて競技スポーツにおける共感の可能性への適用や解釈を試みた。その結果、例えば、柔道で相手をほとんど力を入れずに投げることができる瞬間やマラソンで相手の心身の状態をつかめた瞬間に経験される共感に純粋経験との相似性が認められること、また、これを通して自他の区別がより自覚化されることが、一つの解釈として得られた。スポーツ競技における拡大体験の意味と教育的意義を探究するにあたり、体験と経験との関係や相違について改めて確認・検討作業を遂行した。その結果、主客未分化の状況において生ずる認識やその変化を体験、その体験を対象化することで主客が分化した状態で認識されるものを経験として、「体験」と「経験」との相違を意味づけることができた。そして、経験の相においてはじめて我と汝との関係が位置づけられる可能性を検討した。この両者の結びつきの鍵を握っているのが共感empathyである。これによって我と汝とが完全に独立した2つの存在というわけではなく、また両者が混在した存在というわけでもなく関係づけられることを示した。そして、共感を伴う人格同士の関係において、従来呼ばれていた拡大体験は、むしろ拡大経験と表現されるべきという見解を導いた。そこからさらに、経験の一例として、競争においては相手のことを克服すべき相手として捉えがちになる中で、競技においてもなお相互尊重が成立するための要因に関する検討課題が浮かび上がった。これは、競技スポーツに教育的な意義を見出す上で一つの重要な具体例となることから、教育モデル構築の試みを進める前段階として、また、具体的な涵養の目標を見定める上でもこの検討を研究課題の一つに位置づけた。尊敬を感情と捉えるカントの独特な見解の解釈を行い、崇高の概念が考察の重要な手がかりとなる可能性を見出した。そして、競技の場合、相互尊敬にその特徴が表れてくるのではないかとの仮説のもと、身体的な体験や共感から経験への変位で何が生じているのか、という点を今後の考察のポイントとして見定めた。

スポーツ競技における拡大経験の教育的意義を探究することを目的として、競技者の相互尊重に着目し、拡大経験と関連づけながら研究を進めた。ボルノー,O.の著作を中心に検討した結果、尊敬とは、受動的な感情(愛情や憎悪など)とは異なり、理性概念によって自ら作り出された感情として、人間の理性的性格に根拠づけられ、教育的影響による人為的な喚起を要するものであることが導かれた。競技者が勝利や高度なパフォーマンスの発揮を目指し、時に苦痛を覚え、それでもなおルールの範囲内で努力する様子は、理性的な理解を伴って尊敬の感情を引き起こす。自身と同じ法則に支配されているとみなすことによる平等の承認が尊敬の可能性にとっての前提となることから、このことは支持される。さらに、競争相手から感ずる予想以上の力や意思に畏敬の念さえ覚えることもあるだろう。畏敬の念は、傷つきやすいものや脆いものに身を晒す様を理解した時に生ずるものであることから、その例として、競技者が勝利を収めようとして、破ってしまいかねないスポーツのルールや、苦しさから逃れたいと思い、楽な方向へと向かう傾向に打ち勝とうとする様に注目した。それでもなお努力する競技者の姿、観る者の予想を超えた努力に畏敬の念が生ずる可能性を考察した。こうした自身の予想を超えた他者やルールのような自身では自由にならない他者との接触が教育的な影響をもたらすことを確認した。そして、拡大経験を経ることにより、相互尊重へと変容する可能性についても示すことができた。拡大経験における共感を手がかりとして検討した結果、共に競技に参加し、相手の感じ方や思いを推察できるからこそ、お互いに了解する可能性が生まれ、そこから相互の尊敬が生み出されることを明らかにした。拡大経験の教育的意義の一つを競技者の相互尊重に見出し、考察を深めていった。学会にて行った口頭発表を受けて浮かび上がってきた検討課題を考察する予定であったが、27年度内に脱稿を要請された分担執筆による2著書の執筆により、時間の確保が難しく、十分に考察することができなかったため。スポーツ競技における拡大経験を基盤として発生する可能性を持つ相互尊重の特徴とその発生機序について検討を行った。まず、スポーツ競技を通して発生する尊敬の念と、一般的な尊敬の念との違いについて検討した。その結果、競技者が自身に対して自己認識し、そのパフォーマンス発揮の努力ならびに競争相手の努力を認識する共感により相互尊敬の可能性が開かれることを見出した。共感に関しては、野矢茂樹の知覚・感覚論ならびに単眼構造・複眼構造をベースにその論理構造の解釈を試みた。単眼構造を持つ感覚は必ずしも私秘性や感覚主体の一人称的権威を導くものではない、すなわち他人から全くわからないものではなく、この点に共感の可能性が開かれてくることを文献解釈により確認した。また、感覚に関しては競技者同士に完全な一致を見出すことは不可能である(それ故自己と他者という人称性の基礎となる)が、複眼構造をもつ知覚であれば、スポーツ経験を通して得られる感覚に対し、そこで対象化されたものの知覚を自他共に共有する可能性が導かれる。こうした感覚を誘発するものを溶解体験に見出すことができた。そして、これが反省的に知覚対象に転じた時に拡大経験が生起することを明らかにした。
耳下腺のイノシト-ルリン脂質情報伝達系におけるスフィンゴシンの作用機構

ラット耳下腺腺房細胞をトリプシンとコラゲナ-ゼを用いて作成し、イノシト-ルリン脂質情報伝達系におけるスフィンゴシンの作用機構を明らかにする目的で実験を行ない、次の結果を得た。1.Fureー2をloadした細胞において、スフィンゴシンは細胞内カルシウムの上昇を引き起こした。このスフィンゴシンによる細胞内カルシウムの上昇は、細胞外のカルシウムをEGTAでキレ-トすることにより、また塩化ランタンによりほとんど抑制されることから、細胞外からのカルシウムinfluxに関与することが示唆された。2.電気的に可透過性にした細胞においてGTPγSはイノシト-ル三リン酸の生成を引き起こすが、スフィンゴシンはこのGTPγSの効果を抑制した。この系においてカルシウムもイノシト-ル三リン酸の生成を引き起こすが、スフィンゴシンはそれに対しては阻害効果は示さなかった。この結果は、スフィンゴシンがGタンパク質そのものか、あるいはGタンパク質とホスホリパ-ゼCとの相互作用に対して、抑制的調節をすることが示唆された。3.以上に見られたスフィンゴシンの効果は、プロティンキナ-ゼCに比較的特異的な阻害剤であるHー7やK252aによっては引き起こされなかった。この結果から、耳下腺におけるスフィンゴシンの効果はプロティンキナ-ゼCの阻害以外の作用によることが示唆された。以上の結果から、スフィンゴシンはラット耳下腺腺房細胞の受容体活性化によるイノシト-ルリン脂質代謝にはネガティブな効果を持つと考えられ、他の情報系を介した、あるいは独自の効果によるカルシウム動員の調節に関与することが考えられている。
胎盤の転写後調節機構と胎児発育との関連解析

胎盤の転写後調節を検証するために、転写後修飾を受けたmRNAの網羅的配列解析系の条件検討を行い、胎盤の解析に至適な条件を決定した。これらの解析系を利用し、正常胎盤におけるエピトランスクリプトーム標準参照データの取得を進め、さらに異常胎盤の解析を進めた。いくつかの疾患特異的エピトランスクリプトーム異常候補が見出されており、今後さらに症例を積み重ねてこれらの差異の病理的意義を解析する。代謝調節にかかわるレプチンや、その下流の肥満因子として知られるFTO遺伝子(Fat mass and obesity-associated gene)は胎盤で発現しているが、これらの遺伝子欠損マウスは様々な生殖発生異常を呈し、ヒトでも胎児発育や合併症妊娠との関連が示唆されている。最近、上記のFTO遺伝子がmRNAの転写後修飾因子であることが示された。一方、FTO遺伝子の胎盤での発現量と出生体重は逆相関することから、胎盤における転写後調節は、胎児発育に促進的に働くことが推測される。そこで本研究は、胎盤における転写産物の転写後調節状態を解析し、胎児発育に関連する新たな分子メカニズムの同定を目指した。本年度は、コントロールデータのなる正常分娩例の胎盤を用いた解析を行った。代謝調節にかかわるレプチンやその下流の肥満因子関連遺伝子は、胎盤で発現しており、これらの遺伝子欠損マウスは様々な生殖発生異常を呈し、ヒトでは胎児発育や合併症妊娠との関連が示唆されている。しかしその分子メカニズムは不明な点が多い。具体的には、次世代シークエンサーを用いた転写産物の解析を行い、モデル系(培養細胞)で報告されているものと同等品質の解析結果を得ると共に、今後のヒト産科異常症例の解析に利用できる標準リファレンスデータを確立した。同意取得から核酸精製までの解析体制を確立し、転写後調節を評価するためのRNA解析手技までを確立した。産婦人科学初年度に引き続き、症例の妊娠分娩経過情報(分娩歴、母年齢、妊娠中の体重変化、母BMI、妊娠週数、出生時体重、身長、胎盤重量、胎盤重量/出生体重比)と、胎盤RNAの転写後調節状態との比較解析を行う。雇用予定者の都合により人件費が予定より低くなった。また本年度は、他の研究計画で精製した試料の利活用等のおかげで、試薬等を節約することができた。今年度以降、詳細な再解析による高精度の検証のために、あるいは症例数を増やすために、次年度使用額を活用する予定である。
衛星データの4次元同化解析とモデルによる気候システム変動の研究

気候システムの各コンポーネントについて、衛星データ利用、そのためのモデルの高精度化、4次元データ同化手法の開発、大陸規模の水・熱エネルギー循環の解明、という観点から研究を実施している。本年度の研究成果の概要は、以下のようである。・全球河道網の作成アルゴリズムの自動化を図り、河川流出データによる検証を行なった。・CO2フラックスを算出できる陸面モデルを大気大循環モデルと結合し、大気中CO2の季節変化の再現に成功した。・植生-陸面モデルにカルマンフィルタによってデータ同化するスキームを開発した。・陸面-大気結合モデルにより、当特定領域研究の植生班が作成した現存植生と潜在植生分布図にもとづき、植生の気候に及ぼすインパクト評価を行った。結果は植生の太陽光反射能に敏感な結果となった。陸面水文過程や対流スキーム、水平解像度に対する感度テストが今後必要である。・マイクロ波放射計データの大気モデルへの同化のインパクトを評価した。水蒸気場の改善により、短期降水予報に非常に大きなインパクトがある。・雲解像モデルの計算結果を用いて大循環モデルの対流スキームの検証を行った。鉛直の水蒸気分配過程の局精度化が必要、との結果を得た。・3次元変分法による海洋表層水温解析スキーム、および誤差推定スキームを開発し、19501997年の0500m深、全球1°×1°のデータセットを作成した。十年規模変動等の解析に有用である。・海洋衣循環モデルを用いた表層水温,衛星高度計データの4次元同化システムを構築した。衛星高度データは亜熱帯の表層ロスビー波の表現を著しく改善する。・大気再解析データによる水熱輸送の計算を行い,衛星データと統合して大陸規模の水・熱エネルギーフローの再評価を行った。往年に比してデータ同化技術の進歩により誤差が減少している。しかし、雲の放射への影響、水循環等に改善の余地も大いにある。・熱帯気候形成における大気海洋結合の役割を力学モデルにより明らかにした。大気・海洋・陸面からなる気候システムの各コンポーネントについて,衛星データ利用,そのための気候モデルの高精度化,4次元データ同化手法の開発,大陸規模の水・熱エネルギー循環の解明,という観点から,研究を実施している.初年度における個々の研究成果の概要は,以下のようである.・水文学的な検討に基づき,気候モデルに用いることのできる全球河道網を作成した.・陸面過程モデルにおけるサブグリッドスケール地形の影響評価を行った.・二酸化炭素フラックスを算出できる新しい陸面モデルを開発し,3次元局地大気モデルと結合した.・陸面モデルと大気モデルの結合に伴う空間スケール不整合の取り扱い法の検討に着手した.・陸面過程モデルと大気データを用いて衛星データと比較すべき全球土壌水分分布を算出した.また,土壌水分分布が大気循環に与えるインパクトを評価し,北半球の夏の場合,アジアモンスーン域や北米域で影響が大きいことを見い出した.・気候モデルを用いた実験により,高緯度における土壌の凍結過程が大陸規模の水・熱エネルギーフローに有意なインパクトをもつことが明らかになった.・雲をあらわに分解する高解像大気モデルを構築し,対流雲の引き起こす大気海洋間の水・熱エネルギー交換評価のためのシュミレーションに着手した.・マイクロ波放射計の輝度温度データを直接大気モデルに同化するスキームを開発し,同化実験を開始した.

・海洋大循環モデルを用いた4次元データ同化システムを構築し,TOPEX/POSEIDON衛星による海面高度データのインパクト評価に着手した.・簡略化した赤道域海洋モデルに高度な4次元データ同化手法であるカルマンフィルタを適用し,複雑な大循環モデルでのデータ同化手法,及び係留ブイ等の最適な観測ネットワーク配置に関する検討を行った.大気・海洋・陸面からなる気候システムの各コンポーネントについて、衛星データ利用、そのための気候モデルの高精度化、4次元データ同化手法の開発、大陸規模の水・熱エネルギー循環の解明、という観点から、研究を実施している。本年度における個々の研究成果の概要は、以下のようである。・昨年度作成した全球河道網の水文学的側面の改良を行ない、精度向上を図った。・陸面過程モデルにおけるサブグリッドスケール地形の影響評価を行った。・二酸化炭素フラックスを算出できる陸面モデルを3次元局地大気モデルと結合し、長期間積分を行なった。また、同陸面モデルを全球大気循環モデルと結合した。・陸面過程モデルと大気データを用いて作成した全球土壌水分分布データを用いて土壌水分の季節変動特性の解析を行なった。その結果、土壌水分の季節変動は、熱帯では降水量に、中高緯度では蒸発に支配されることがわかった。また、土壌水分分布が大気循環に与えるインパクトを評価し、アジアモンスーン域や北米域で影響が大きいことを見い出した。これは、湿潤鉛直成層の不安定化→積雲対流の活発化、というプロセスによる。・中高緯度大陸内部での気候のシミュレーションには、陸面過程、とくに流出のパラメリゼーションげ決定的な役割を果たすことが明らかとなった。地球温暖化実験における大陸内部乾燥化、高温化の程度の解釈には注意が必要である。・雲解像大気モデルによるシミュレーションによって、静穏な大規模場のもとでも、対流雲によって引き起こされる大気海洋間の水・熱エネルギー交換の定量評価が可能になった。この結果は、大循環モデルに用いられるパラメタリゼーション改良の指針となる。・昨年度開発したマイクロ波放射計の輝度温度データを直接大気モデルに同化するスキームにより同化および予報実験を行なった。大規模な乾湿場のコントラストが改善され雲クラスターの予報も改善された。・海洋大循環モデルを用いた4次元データ同化システムに、TOPEX/POSEIDON海面高度データを取り入れる方法の改良中である。気候システムの各コンポーネントについて、衛星データ利用、そのためのモデルの高精度化、4次元データ同化手法の開発、大陸規模の水・熱エネルギー循環の解明、という観点から研究を実施している。本年度の研究成果の概要は、以下のようである。・全球河道網の作成アルゴリズムの自動化を図り、河川流出データによる検証を行なった。・CO_2フラックスを算出できる陸面モデルを大気大循環モデルと結合し、大気中CO_2の季節変化の再現に成功した。・植生-陸面モデルにカルマンフィルタによってデータ同化するスキームを開発した。・陸面-大気結合モデルにより、当特定領域研究の植生班が作成した現存植生と潜在植生分布図にもとづき、植生の気候に及ぼずインパクト評価を行った。
胎児異常を診断された妊婦の子どもを産み育てていくための支援体制の構築

一次調査の実施と分析、二次調査用質問用紙の作成が今年度の研究実施内容であった。一次調査は、登録された研究対象者に対して、「胎児異常を診断された妊婦が妊娠を継続し出産、育児へ向かうのに必要な助産支援」について面接調査を行った。調査では、できるだけ自己の実践に基づいた内容を語っていただき、面接内容は対象者の同意のもと録音し,トランススクリプトにおこしてデータとした。データはKJ法を用いて,その類似性によって分類を行った。研究対象者は、NICUを併設している北海道内の総合周産期母子医療センター・地域周産期母子医療センターの産科病棟助産師・産科外来助産師・NICU助産師を対象とした。紹介された研究対象者に対し、研究者が口頭と文書にて研究説明と依頼を行い,協力の得られた対象者を登録した。登録された研究対象者と調査日程の調整が困難、かつ遅れたため、年度末まで調査に時間を要した。また、同時進行でデータ分析を行っていたが、最終データを含んでの分析が次年度に持ち越された。従って二次調査の質問紙内容も、最終分析を待って作成することとした。現時点で、2次調査に向けての対象者の登録作業も開始しており、二次調査質問紙が完成次第、調査依頼を開始する予定である。また、三次調査の研究対象者となる全国の総合周産期母子医療センター・地域周産期母子医療センターの産科病棟助産師・産科外来助産師・NICU助産師の選定も開始している。本研究の開始から現在まで、所属先の変更に伴う再倫理申請があり、調査の中断から再開までの時間が数か月あり、調査の進行が遅れた。一次調査はほぼ終了し、二次調査に向けての準備が進んでいるため、以後は予定通りの進捗が見込める。近年,産科領域において出生前診断技術が大きく前進し,様々な材料を用いて妊娠中に胎児の疾病を診断することが可能となった.今後,妊娠中に胎児の形態異常,機能異常,染色体異常,遺伝性疾患を診断される妊婦は急速に増えることが予測され,胎児異常を診断された妊婦の支援体制の構築が急がれる.しかし,当事者のみならず看護職の両者にコンセンサスの得られた具体的支援の方法論は未だ開発されていない.そこで,胎児異常を診断された妊婦への具体的支援について,支援を実施する専門家にコンセンサスの得られた方法論を開発するための調査を開始するにあたり,国内における日本助産学会,日本遺伝看護学,日本遺伝カウンセリング学会へ参加し,研究協力者に関する情報収集を実施した.また、関係医療機関の遺伝看護実践者に対して、調査協力依頼に関する可能性について聞き取りを行った。平成28年度には,一次調査を予定している.この調査は総合周産期母子医療センター・地域周産期母子医療センターの産科病棟助産師・産科外来助産師・NICU助産師を登録し,登録された研究対象者に対して,「胎児異常を診断された妊婦が妊娠を継続し出産,育児へ向かうのに必要な助産支援」に関して面接調査を行うものである.現在は,所属機関の倫理審査の承認を受けることができたため,先に実施した聞き取りをもとにしながら、研究対象者の登録のために施設協力依頼を実施している段階にある.平成28年度予定している調査に向けての準備が,ほぼ整ったため。本研究の目的は,胎児異常を診断された妊婦への具体的支援について,支援を実施する専門家にコンセンサスの得られた方法論を開発することである.この目的を達成するためには、適切な研究対象者を登録し,研究協力をしなければならない.今年度は,北海道内の総合周産期母子医療センター・地域周産期母子医療センターの産科病棟助産師・産科外来助産師・NICU助産師を対象とし,登録作業を進めた.また,登録された研究対象者に対して,研究の趣旨と協力内容を説明し,研究協力の依頼を進めている.一次調査の方法が面接調査であることから,勤務している研究対象者と研究者の日程調整が非常に困難であり,登録作業・研究協力依頼作業がやや遅れた状況となっている.今後は,引き続き登録された研究対象者に対して研究協力の依頼,研究協力者に対する面接調査を実施していく予定である.面接調査内容はトランスクリプトに起こしてデータとし,KJ法を用いてその類似性から胎児異常を診断された妊婦が妊娠を継続し出産,育児へ向かうのに必要な助産支援」の各項目を抽出する予定である.また,二次調査は一次調査を基に作成した質問紙を,周産期看護および助産学の専門家師10名に送付し実践内容に関する意見を追加・修正し,三次調査で用いる質問紙を完成させる予定である。一次調査終了後に二次調査が行われるが,進捗状況がやや遅れているため,現在,一次調査と同時進行で二次調査の対象者の登録を開始している.調査の方法が面接調査であることから,勤務している研究対象者と研究者の日程調整が非常に困難であり,研究対象者の登録作業・研究協力依頼作業がやや遅れた状況となっている.今年度は、一次調査として前年度に登録された北海道内の総合周産期母子医療センター・地域周産期母子医療センターの産科病棟助産師・産科外来助産師・NICU助産師に対して「胎児異常を診断された妊婦が妊娠を継続し出産、育児へ向かうのに必要な助産支援」について、できるだけ自己の実践に基づいた内容を語っていただく面接調査を行った。面接内容は対象者の同意のもと録音し、トランススクリプトにおこしてデータとし、現在KJ法を用いてその類似性によって分類を行なっている。

今後は一次調査で分類・抽出された助産実践を基に、二次調査で用いる質問紙を作成する予定である。二次調査質問紙は、周産期看護および助産学の研究者および遺伝看護に関する専門家師に送付し、作成した質問紙内容についてその妥当性を精査し、必要とされる実践内容に関する意見を追加・修正する予定である.その後、二次調査の結果を基に作成した質問紙を用いて、胎児異常を診断された妊婦に対して必要とされる助産実践についての三次調査で用いる質問紙を完成させ、全国の総合周産期母子医療センター・地域周産期母子医療センターの産科病棟助産師・産科外来助産師・NICU助産師を対象とした調査を行う予定である。四次調査は、三次調査で回答の得られた対象者に、集計結果をフィードバックし、最終的なコンセンサスの成果とする予定である。現在、二次調査の対象者の登録も進めており、一次調査結果がまとまり次第、二次調査に入る予定である。調査方法が面接調査であることと、研究対象者の勤務都合と研究者の日程調整することが困難であるため、調査の実施が遅れた状況となっている。一次調査の実施と分析、二次調査用質問用紙の作成が今年度の研究実施内容であった。一次調査は、登録された研究対象者に対して、「胎児異常を診断された妊婦が妊娠を継続し出産、育児へ向かうのに必要な助産支援」について面接調査を行った。調査では、できるだけ自己の実践に基づいた内容を語っていただき、面接内容は対象者の同意のもと録音し,トランススクリプトにおこしてデータとした。データはKJ法を用いて,その類似性によって分類を行った。研究対象者は、NICUを併設している北海道内の総合周産期母子医療センター・地域周産期母子医療センターの産科病棟助産師・産科外来助産師・NICU助産師を対象とした。紹介された研究対象者に対し、研究者が口頭と文書にて研究説明と依頼を行い,協力の得られた対象者を登録した。登録された研究対象者と調査日程の調整が困難、かつ遅れたため、年度末まで調査に時間を要した。また、同時進行でデータ分析を行っていたが、最終データを含んでの分析が次年度に持ち越された。従って二次調査の質問紙内容も、最終分析を待って作成することとした。現時点で、2次調査に向けての対象者の登録作業も開始しており、二次調査質問紙が完成次第、調査依頼を開始する予定である。また、三次調査の研究対象者となる全国の総合周産期母子医療センター・地域周産期母子医療センターの産科病棟助産師・産科外来助産師・NICU助産師の選定も開始している。本研究の開始から現在まで、所属先の変更に伴う再倫理申請があり、調査の中断から再開までの時間が数か月あり、調査の進行が遅れた。研究対象者のスケジュールと研究者のスケジュールの照合が今後の課題となる。一次調査と同時進行で二次調査の対象者の登録を開始している.一次調査がほぼ終了し、以後は質問紙調査となるため、遅れは解消できると考えている。一次調査はほぼ終了し、二次調査に向けての準備が進んでいるため、以後は予定通りの進捗が見込める。研究協力者に対する登録の依頼まで当該年度に実施できなかったため,通信費、旅費として次年度使用額が発生した.調査の方法が面接調査であることから,勤務している研究対象者と研究者の日程調整が非常に困難であり,研究対象者の登録作業・研究協力依頼作業がやや遅れた状況となっている.
イカ肝臓キチン分解酵素の特性とその応用に関する研究

1.スルメイカ肝臓キチナーゼアイソザイムの精製:スルメイカ肝臓より素酵素を抽出し、硫安分画、キチンアフィニティーカラム、他各種カラムクロマトグラフィーを用いてキチナーゼアイソザイムを抽出・分離・精製した。精製酵素の分子量は42kDa、等電点は9.2であった。2.キチナーゼの基質分解能および分解生成物の測定・分析:キチンオリゴ糖を用いて精製キチナーゼの基質分解様式、さらに結晶性および非結晶性キチンを基質とした分解能を測定した。分解生成物の主成分は2糖および3糖である事が明かとなった。3.キチナーゼのN-末端アミノ酸配列の決定:両酵素のN末端アミノ酸配列は38kDaキチナーゼではYLLSXYFTNWSQYRPGAGKYFPQNIまた、42kDaキチナーゼではEYRKVXYYTNWSQYREVPAKFFPENで、両酵素のN末端アミノ酸配列は異なったが、他種との相同性は認められた。4.キチナーゼの構造:スルメイカ肝臓よりTotal RNAを抽出し、逆転写酵素を用いてmRNAよりcDNAを合成した。PCRを行い、約350bpの増幅断片を得た。この断片をサブクローニングし、塩基配列を解析して126アミノ酸配列を演繹した。これらの結果より、スルメイカ肝臓キチナーゼはfamily 18キチナーゼであることが判明した。5.スルメイカ肝臓β-N-アセチルヘキソサミニダーゼ:硫安沈殿粗酵素の最適pHは4.0で、最適温度は60-70°Cであった。また、pH4.5、10分間の熱処理では60°Cまで安定であった。NaCl(0-1M)により、活性に影響を受けないことが判明した。6.スルメイカ肝臓酵素を用いたN-アセチルグルコサミンの調製:スルメイカ肝臓硫安分画酵素を用いてコロイダルキチンを分解し、分解生成物をHPLCで分析したところ、N-アセチルグルコサミンが生成することが判明した。1.エンド型キチン分解酵素(キチナーゼ)アイソザイムの抽出・分離・精製:スルメイカ肝臓より素酵素を抽出し、硫安分画、キチンアフィニティーカラム、他各種カラムクロマトグラフィーを用いてキチナーゼアイソザイムを抽出・分離・精製した。グリコールキチンに対する最適pHは3.5と7.0に、最適温度は60°Cに、安定なpHは45付近であり、Zn^<2+>、Ni^<2+>およびBa^<2+>により賦活された。本酵素は先に報告した38kDaキチナーゼのアイソザイムと示唆された。2.キチナーゼの基質分解能および分解生成物の測定・分析:精製酵素のコロイダルキチンに対する最適pHは38kDaキチナーゼではpH3.0に、42kDaキチナーゼではpH3.0と9.0に認められた。グリコールキチンに対するK_mとk_catは38kDaキチナーゼでは0.071mg/mLと1.22/s、42kDaキチナーゼでは0.074mg/mLと0.196/sであった。

両キチナーゼともグリコールキチン、コロイダルキチン、α-キチン(エビ殻、カニ殻)、β-キチン、およびキトサン(D.A.:95%)を分解した。特に38kDaキチナーゼはグリコールキチン、β-キチンを、42kDaキチナーゼはコロイダルキチンを良く分解した。両酵素ともN-アセチルキトオリゴ糖(2-6糖)に対し、4-6糖を分解し、4糖を2分子の2糖に、5糖を2糖と3糖に、6糖を2分子の3糖および2糖と4糖に分解した。さらにpNp-N-アセチルキトオリゴ糖(1-4糖)に対し、2-4糖よりpNpを遊離した。これらの結果より、両キチナーゼアイソザイムは各種の高分子キチン質を分解する能力を有し、かつ分解生成物の主成分は2糖および3糖である事が明かとなった。3.キチナーゼのN-末端アミノ酸配列の決定:両酵素のN末端アミノ酸配列は38kDaキチナーゼではYLLSXYFTNWSQYRPGAGKYFPQNIまた、42kDaキチナーゼではEYRKVXYYTNWSQYREVPAKFFPENで、両酵素のN末端アミノ酸配列は異なったが、他種との相同性は認められた。1.エキソ型キチン分解酵素(β-N-アセチルヘキソサミニダーゼ):スルメイカ肝臓を試料とし、粗酵素の調製と性質を検討した。スルメイカ肝臓を5倍量の10mMリン酸峯緩衝液(pH6.5)と共にホモジナイズし、その遠心上清を粗酵素液とした。硫安分画条件を検討したところ、飽和度45%までは沈殿せず、飽和度75%でほぼ完全に沈殿することが判明した。この操作により得られた粗酵素の最適pHは4.0で、pH3.0、5.0においても最大活性の50%以上を保持し、pH7.0以上ではほとんど活性を示さなかった。一方、pH3.0からpH7.0の広範囲で比較印安定な性質を示した。37°C、10分間反応における最適温度は60-70°Cであった。また、pH4.5、10分間の熱処理では60°Cまで安定であったが、80°Cの処理では失活した。NaCl存在下(0-1M)において、活性に及ぼす影響はあまり見られず、高塩濃度下においても活性は阻害されないことが判明した。2.エンド型キチン分解酵素(キチナーゼ):コウイカ肝臓を試料とし、粗酵素の調製と性質を検討した。コウイカ肝臓を5倍量の50mM酢酸緩衝液(pH5.5)と共にホモジナイズし、その遠心上清を粗酵素液とした。これに固体硫安を飽和度65%になるように加え、沈殿画分を得た。これを透析、遠心分離後、粗酵素液とした。得られたキチチーゼの最適pHは、α-キチン、β-キチン、非結晶性キチンのいずれに対してもpH5.0付近であった。また、最適温度(37°C、30分間反応)は40°Cで、pH4.0、30分間の熱処理では50°Cまで安定であった。3.スルメイカ肝臓キチナーゼのcDNA:スルメイカ肝臓よりTotal RNAを抽出し、逆転写酵素によりcDNAを合成した。これをテンプレートとし、N-末端アミノ酸配列およびfamily18キチナーゼの保存配列よりデザインしたプライマーを用いてPCRを行い、予想されるサイズのDNA増幅断片を得た。これより、スルメイカ肝臓キチナーゼはfamily18キチナーゼであることが判明した。1.スルメイカ肝臓エキソ型キチン分解酵素(β-N-アセチルヘキソサミニダーゼ)の精製:スルメイカ肝臓を試料とし、精製方法を検討した。スルメイカ肝臓を5倍量の10mMリン酸塩緩衝液(pH6.5)と共にホモジナイズし、その遠心上清を粗酵素液とした。硫安分画(35-70%)した後、透析し、不溶性成分を遠心分離により除去した。これをブチルトヨパール650S疎水クロマト、トヨパールHW-55SSゲルクロマトグラフィーにて分離した。SDS-PAGEにより本酵素は複数のバンドを示したことより、複数のサブユニットにより構成されるタンパク質であることが判明した。
人体における強電界曝露影響の定量的解析

本研究では,その目的を達成するために以下の要領で研究を実施した。1.異なる環境条件で体毛の運動および電気力を非接触的に測定する装置の開発:(1)計測環境の温度,湿度を可変でき,かつ体の一部を入れての計測を可能とする恒温恒湿装置を設計,製作した。(2)人体の一部への電界曝露ができる電界曝露装置を設計,製作した。(3)画像処理および画像計測手法を利用して体毛の運動を計測,解析する装置を設計,製作した。2.ヒトの前腕部に電界曝露した時の体毛運動を測定:(1)上記の装置を使用して,異なる多数の被験者に対し,温湿度条件を変化させつつ体毛の運動を観測した。(2)電界中の体毛の運動から体毛に働く電気力を求めた。3.種々の体表条件における電界感知閾値の測定:(1)同一被験者,同一環境条件において体毛の長さや密度状態を変化させた場合の感知閾値を実測した。(2)上記計測を多数の被験者に対して繰り返し行ない,統計的に処理,解析をした。4.種々の環境条件における電界の感知閾値の測定:(1)同一被験者に対し,異なる温湿度条件下で感知閾値を計測した。(2)(1)の測定を多数の被験者に対して繰り返し,結果を統計的に解析した。5.24の結果を総合的に解析し,環境および体表条件と電界感知閾値の関係を実測により求めた。以上の実験的研究により,次の研究成果が得られた。人体による実測の結果,相対湿度の上昇により体毛に働く電気力が増大すること,およひ電界感知閾値が低下することがわかった。また種々の体表条件において,体毛の長さや密度が感知閾値の高低に影響することを確認した。これらの結果により,当初目的として掲げた仮説の確認と電界の生体刺激作用の解析はほぼ達成できたと考える。
サイトカインシグナル阻害分子（SOCS）導入による頭頸部癌に対する遺伝子治療

サイトカインシグナル伝達の異常は癌の発症や増殖に関与していることが知られている。サイトカインシグナル伝達系のひとつであるJAK/STATシグナル経路は頭頸部癌をはじめとする多くの悪性腫瘍において活性化され、サイトカインシグナル阻害分子(以下:SOCS)はその活性化を抑制することが知られている。頭頸部癌に対するより低侵襲な治療法の開発を目指して、SOCSを用いた遺伝子治療に関する分子生物学的研究を計画した。頭頸部癌細胞株のうち、SOCS3の発現低下している細胞株(SCC-22Bおよび8505c)に、アデノウイルスベクターを用いてSOC3遺伝子を導入したところ、いずれの細胞株においても蛋白レベルでSOCS3の発現が確認された。in vitroでのSOC3遺伝子導入を行った結果、8505c細胞株において細胞増殖が抑制された。また、SOC3遺伝子導入によりSTAT3の発現が低下しており、JAK/STATシグナル経路が抑制される可能性が示唆された。現在このメカニズムについて解明するために実験を継続し解析中である。また、メチレーション特異的PCRを用いて、SCC-22Bおよび8505cのメチレーションの状態を確認したところ、SOC3遺伝子のメチレーションが確認され、発現低下の要因であると考えた。脱メチル化の目的で5-Aza(アザシチジン)を投与した結果、蛋白レベルでSOCS3の発現が復活した。さらに、in vivoでの実験を進めている。これまで我々は、HPV16陽性頭頸部癌細胞株にin vitroでHPV癌遺伝子E6とE7遺伝子に対するアンチセンスRNAを組み込んだアデノウイルスベクターを作成し、その細胞殺傷効果を確認している。また、in vivo実験においては、シスプラチンの腹腔内投与に加えこのウイルスベクターの局所投与を併用することにより、シスプラチン単独投与に比べ腫瘍の増殖が抑制され相乗効果が認められることを確認している。今回の研究ではこれまでのアデノウイルスベクターによる遺伝子導入の技術を応用して、SOCSを腫瘍細胞に導入し強制発現させることを計画している。当教室研究室で保有している頭頸部扁平上皮癌培養細胞株のSTAT3の発現を確認し、JAK/STATシグナル回路の活性化が認められるかどうかを確認し、研究に適した細胞株の選定を行なった。現在、発現の少ない細胞株についてはMSP(Methylation specific PCR)によりプロモーターのメチレーション状態を確認し、エピジェネティックな発現抑制があるかどうかを確認している。STAT3の発現の高い細胞株に対してアデノウイルスベクターを用いたSOCSを導入すること予定であるが、アデノウイルスベクターの調整に時間を要している。早期に条件を設定して、アデノウイルスベクターを用いてSOCSを導入し、JAK familyおよびSTATの蛋白レベルでの発現抑制が認められるかを確認する予定である。当研究室で保有している頭頸部扁平上皮癌および甲状腺癌の細胞株について、SOCS1およびSOCS3の発現を確認した。細胞株によりSOCS1およびSOCS3の発現は様々であった。また、SOCS1およびSOCS3の発現が低下したものでは、STAT3の発現は高かった。SOCS1およびSOCS3の発現が低下している頭頸部扁平上皮癌および甲状腺癌の細胞株の選定を行った上で、SOCS1およびSOCS3のメチル化の状態をメチレーション特異的PCRで確認し、5Aza(アザシチジン)処理による発現回復が見られることを確認した。細胞株にin vitroでSOCS1およびSOCS3遺伝子を導入するためアデノウイルスベクターを用いる実験を開始している。今年度までにin vitroの実験を完了する予定であったが、実験に使用する頭頸部扁平上皮癌のSOCS1およびSOCS3の発現状況およびメチレーションの状態をを確認するのに時間がかかり、完了できていない。まず、in vitroでの研究を進め、STAT3高発現の細胞株にアデノウイルスベクターを用いてSOCSを導入することにより、JAK familyおよびSTATの蛋白レベルでの発現抑制が認められるかを確認する。導入後に培養を継続し細胞の増殖、アポトーシスおよび癌関連遺伝子の発現への影響について検討する。

アデノウイルスベクターの品質管理、調整、条件設定については連携研究者(白川)の協力の下に行う。研究が順調に進めば、抗癌剤投与との併用についても検討する。SOCS1およびSOCS3の発現が低下している頭頸部扁平上皮癌および甲状腺癌の細胞株にSOCS1およびSOCS3遺伝子をアデノウイルスベクターを用いて導入し、その効果をin vitroさらにin vivoへの実験で確認する。SOCS1およびSOCS3の導入により、癌細胞の増殖が抑制されるメカニズムを解明する。
有機蛍光体を用いたＩＭＲＴ品質保証・管理の精度評価法の確立

本研究では,電荷結合素子カメラ-有機蛍光体システムによる面積型の検出器を用いた強度変調放射線治療の照射野内の線量精度評価および機器精度評価を行った.有機蛍光体の材質に水等価物質のプラスチックシンチレータを使用した面積型検出器と実験系の改善を図るための反射鏡を製作した.加速器からの入射ビームにより形成される吸収線量やマルチリーフコリメータの停止位置,移動距離などの情報取得が,簡便かつ高精度で同時に取得可能になった.このシステムは,実際の臨床に適応できる精度に達成したと考え,放射線治療の品質保証の向上,より安全な治療が期待された.本研究では,電荷結合素子カメラ-有機蛍光体システムによる面積型検出器を用いた強度変調放射線治療の照射野内の線量精度評価および機器精度評価を行い,強度変調放射線治療照射技術の品質保証・管理を試験的に行った.総合的な研究として,面積型検出器の製作,電荷結合素子カメラ-有機蛍光体システムを用いた品質保証・管理の評価法の開発を行い,強度変調放射線治療を含めた高精度放射線治療の線量精度評価や機器精度評価の品質保証・管理の高精度な測定法を確立することを目的とした.水等価物質のプラスチックシンチレータ(BC-408)を材質とした420 mm x 420 mm,厚さ10 mmの面積型検出器を製作した.面積型検出器には,入射した光子の信号を増幅させるために,厚さ1 mmの銅板が付着してある.加えて,検出器から放出される光を任意の角度で反射させることが可能な反射鏡を製作した.相補型金属酸化膜半導体センサーを有する電荷結合素子カメラにより,検出器から発光される蛍光画像をプログレッシブ方式で取得することにより,時間軸に沿って秒間約60フレームで記録することが可能であった.電荷結合素子カメラ-有機蛍光体システムを基盤とした面積型検出器の強度変調放射線治療の品質保証・管理法は,臨床的に強度変調放射線治療に要求される水準を満たし,我々が考案したシステムは,実際の臨床に適応できる精度に達成したと考える.本研究では,電荷結合素子カメラ-有機蛍光体システムによる面積型の検出器を用いた強度変調放射線治療の照射野内の線量精度評価および機器精度評価を行った.有機蛍光体の材質に水等価物質のプラスチックシンチレータを使用した面積型検出器と実験系の改善を図るための反射鏡を製作した.加速器からの入射ビームにより形成される吸収線量やマルチリーフコリメータの停止位置,移動距離などの情報取得が,簡便かつ高精度で同時に取得可能になった.このシステムは,実際の臨床に適応できる精度に達成したと考え,放射線治療の品質保証の向上,より安全な治療が期待された.本研究では、電荷結合素子カメラ-有機蛍光体システムによる面積型検出器を用いた強度変調放射線治療の照射野内の線量精度評価および機器精度評価を行い、強度変調放射線治療照射技術の品質保証・管理を行う。総合的な研究として、面積型検出器の製作、電荷結合素子カメラ-有機蛍光体システムを用いた品質保証・管理の評価法の開発を行い、シミュレーション手法を用いた解析を合わせて行うことで、強度変調放射線治療を含めた高精度放射線治療の線量精度評価や機器精度評価の品質保証・管理の高精度な測定法を確立することを目的としている。有機蛍光体の材質には、線量率と発光量の直線性が良好である水等価物質のプラスチックシンチレータに注目した。放射線治療で使用されているエネルギー領域に対して、プラスチックシンチレータ(BC-400)の諸特性を検討する基礎実験を行った。具体的には、150 mm×150 mm、厚さ3 mmのプラスチックシンチレータを水ファントムに挿入し、相補型金属酸化膜半導体センサーを有するカメラにより、水中で発光される蛍光画像を取得し、定量的に解析を行った。相補型金属酸化膜半導体センサーを有するカメラにより取得した発光分布と放射線治療計画装置で計算された線量分布を比較するために、ガンマ解析を行った結果、強度変調を施した照射条件に対して、カメラにより取得した発光分布と放射線治療計画装置で計算された線量分布は、臨床上許容可能な範囲で一致し、プラスチックシンチレータは線量精度評価と機器精度評価に適した発光特性を有していることが確認された。有機蛍光体の種類をプラスチックシンチレータに絞り、臨床適応を想定するため、材質を水等価物質に限定することができた。加えて、画像を取得するための適切な撮像条件など、基礎条件や諸特性を把握することができ、プラスチックシンチレータが線量精度評価と機器精度評価に適した発光特性を有していることが確認できた。面積型検出器による線量精度評価および機器精度評価の信頼性向上と臨床応用を目指すために、モンテカルロシミュレーションなどの理論計算ツールや他のモダリティによる比較検証を行い、電荷結合素子カメラ-有機蛍光体システムによる測定結果の妥当性を評価、解析方法の再検討を行う必要性があるなど、今後の方向性が決まった。強度変調放射線治療の照射技術をによる吸収線量精度評価とMLCの機器精度評価を行い、小容積電離箱線量計、フィルム、EPIDによる測定との比較し検証を行う。最終的に本研究で提案する方法による線量精度評価および機器精度評価方法を確立し、常時設置型面積型検出器への応用を視野に入れ、強度変調放射線治療を含めた高精度放射線治療の線量精度評価や機器精度評価の品質保証・管理の高精度な測定法を確立する。患者への高品質な治療提供を目指すことで社会・国民へ貢献していくために、本研究の成果ついて得られた結果を取りまとめ、国内・海外の学会で結果報告を行い、一般向けの講演会等にて積極的に発表することで広く社会に発信していき、原著論文として投稿する。

実験、測定結果より、面型検出器の形状を決定し、製作に当たってプラスチックシンチレータの加工を業者に発注したが、納品までに時間が有してしまい、年度を跨ぐ結果となってしまった。そのため、面型検出器のプラスチックシンチレータの製作、加工費に使用する。