hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
永続的甲状腺機能低下症に対する甲状腺移植の基礎的研究と臨床応用

バセドウ病の治療には抗甲状腺剤による薬物療法、外科的療法、アイソトープ療法の3大治療法がある。抗甲状腺剤療法の継続が種々の理由で困難又は不可となった症例で、又長期にわたる抗甲状腺療法から解放される目的で外科的治療法を選択したにもかかわらず、逆に機能低下症となり、生涯の甲状腺ホルモン剤補充が必要となる症例がある。これは当科では約7%である。これらの症例に対しホルモン補充を経口投与でなく、自家移植により産生される甲状腺ホルモンに委ねる目的で基礎実験を確立した上で臨床応用をおこなってきた。バセドウ病術後永続的甲状腺機能低下症と判断された4症例(術後低下症となってから2年以上経過した症例)を対象とし、凍結保存甲状腺組織から2.53.0gを自家移植した。その後定期的に甲状腺機能を測定、放射線学的にも131Iシンチグラム検査等を通してその生着とホルモン産生を裏づけた。1例に再び機能低下症に陥った症例があり、定期的follow upを継続したが機能の回復は認めらず、再び甲状腺ホルモン剤を服用する結果になったが他の3例はホルモン剤服用から解放されている。今回臨床成績の解析およびその整理が終了したので最終論文を作成中であり、ここに最終報告をおこなう。機能正常を目的としたバセドウ病の外科治療后に永続的甲状腺機能低下症になる確率は510%である。これらの症例は反対に生涯甲状腺ホルモン剤を服用することになる。この症例に対し、そのホルモン補充を連結保存甲状腺組織の自家移植にゆだね、服用通院から解放させる目的で基礎実験をおこない、臨床応用をおこなった。(1)連結組織片より分散した細胞の生存率は50%前後であり、移植片の機能は組織重量の半分と考えられた。(2)術後甲状腺機能低下症例と自己抗体(Tg-Ab,TPO-Ab)に関連性を認めた。即ち自己抗体陽性例に機能低下症が多かった。(3)バセドウ病手術例は、我々の提示した方法で4°C→-80°C→-196°Cと徐々に、全例細分化し連結保存、臨床的応用にそなえた。(4)バセドウ病手術後1、8年後永続的甲状腺機能低下症と診断した症例に対し十分なインフォームドコンセントを得た上で未だ我が国のみならず諸外国でも報告のない第1例の臨床応用をおこなった。(5)この良好な結果をもとに慎重に適応を選びつつ臨床応用例を重ねている。(6)基礎研究データ、臨床検査データ、学会発表準備、国際学会発表などにすべてコンピューター処理、応用を基盤とした。(7)これらの研究実績を欧文にて論文作成中である。バセドウ病術後永続的甲状腺機能症はバセドウ病外科治療の数%に認められ、生涯の甲状腺ホルモン剤補充を必要とする。これは、抗甲状腺剤を長期に服用していた症例がこの内科的治療から解放される目的で手術治療を選択したにもかかわらず、再びホルモン補充という内科療法を余儀なくさせられたことになる。このような症例のホルモン補充を凍結保存させた。甲状腺を自家移植することによりホルモン剤の経口補充から解放させるべく移植治療を継続している。バセドウ病手術症例は、その一部を凍結保存し継続して、低反応に対する移植にそなえている。現在まで4例に施行、その経過を追っているが、1例が再び機能低下症に陥り、現在、経口甲状腺ホルモン剤を服用中である。しかし、3例は完全に服用から解放され、正常甲状腺機能を維持しており成切したものと思われる。現在、本研究の成果を英文で原著として完成途中である。又、現在更に2例に対し、凍結保存甲状腺の自家移植を検討中である。バセドウ病外科的治療にて、薬剤投与から解放されることを期待していた術後患者の数%にみられる永続的甲状腺機能低下症例に対し、手術時、凍結保存した甲状腺組織を自家移植することによりホルモン補充をおこなうことを目的とした研究をすすめてきた。動物実験(ラット)の満足すべき結果を基に臨床応用をおこなった.4例中3例がTSHの正常化を呈し、移植の効果を裏付けた。これらの症例は低干症が改善し甲状腺ホルモン剤補充から解放された。他の1例は1年経過後再び機能低下症になった。cell recovery

rateは50%前後であるが、凍結期間が長くなると低下する可能性がありこの検討は必要な所である.これもでの成果を、英文雑誌に投稿中であるバセドウ病の治療には抗甲状腺剤による薬物療法,外科的療法、アイソトープ療法の3大治療法がある。抗甲状腺剤療法の継続が種々の理由で困難又は不可となった症例で,又、長期にわたる抗甲状腺療法から解放される目的で外科的治療法を選択したにもかかわらず,逆に機能低下症となり,生涯の甲状腺ホルモン剤補充が必要となる症例がある。これは当科では約7%である。これらの症例に対しホルモン補充を経口投与でなく,自家移植により産生される甲状腺ホルモンに委ねる目的で基礎実験を確立した上で臨床応用をおこなってきた。バセドウ病術後永続的甲状腺機能低下症と判断された4症例(術後低下症となってから2年以上経過した症例)を対象とし凍結保存甲状腺組織から2-4gを自家移植した。その後,定期的に甲状腺機能を測定放射的学的にも^<131>Iシンチグラム検査等を通してその生着とホルモン産生を裏づけた。1例に再び機能低下症に陥いった症例があり,定期的follow upを継続したが機能の回復は認められなかった。今回臨床成績の解析およびその整理が終了したので最終論文を作成中である。
溶融金属中介在物の粒径分布と除去機構に関する研究

溶銅中シリカ介在物のスラグへの除去速度と初期全酸素濃度の関係に着目して、介在物の初期粒径分布と介在物除去速度の関係を詳細に検討することにより、攪拌浴中介在物の除去機構を明らかにした。(1)機械的攪拌条件下では、(i)初期全酸素濃度[mass%O]_<T0>の増加に伴って介在物除去速度定数k_Oが増大したことから、介在物初期粒径分布がk_Oに対して影響を及ぼしていると考えられる。(ii)介在物の顕微鏡観察によると、初期介在物平均粒径r_0、及び初期粒子個数密度N_<V0>が大きいほどk_Oが大きい。これは、r_0とN_<V0>が大きいと介在物粒子の衝突頻度が大きく、介在物の平均粒径が増大することにより、浮上速度が増加するためである。(iii)介在物粒子間の衝突速度の指標として新たに無次元初期介在物粒子間距離D_0/r_0を導入し、k_Oとの関係を調べた結果、D_0/r_0が小さいほどk_Oは大きくなる。(2)ガス吹込み攪拌条件下では、(i)k_Oは[mass%O]_<T0>によらずほぼ一定であり、また、k_Oは初期粒径分布によって変化しないことから、介在物の凝集はk_Oにはあまり影響を与えないといえる。(ii)実験結果は、介在物の気泡表面への移動と気泡-メタル間の溶質の物質移動の相似性を仮定した除去モデルにより、合理的に説明できた。(3)以上のことから、溶融Cu中SiO_2介在物の除去機構に対して、機械的攪拌条件下では、介在物粒子間の凝集が重要な役割を果たしており、ガス吹込み攪拌条件下では、介在物が気泡に付着してスラグ相へ除去されるという除去機構が重要な役割を果たしている。
発展途上国における地域資源の持続的維持システムの構築に向けた研究

本研究ではエチオピア国ゴンダール市の中心市街地をモデルケースとして、地域が草の根レベルから取り組み実現可能な、発展途上国に於ける地域資源の持続的維持システムの構築を目的とする。途上国共通の都市問題である人口増加により、中心部に現存する近世の世界遺産に登録された宮殿群やイタリア植民地建築群、伝統的円形住居や豊かな植生などの地域資源の破壊が深刻な同市に於いて、これらの持続的維持の実現に向けては、行政・研究機関、NGO・地域住民などのネットワーク形成を通じた学術的研究が不可欠であると共に、地域情報データベースの構築やGISによる的確な分析からターゲットを絞った戦略的計画が必要となる。2006年度(最終年度)の研究成果は以下である。1)初年度(2005年度)で実施した3つの研究結果で得たデータに、土地利用、交通、植生、歴史的景観などのフィールド調査結果を加え、中心市街地の望ましい地域資源の保護の具体的方針を検討しその提案を行った。2)関係団体(ゴンダール市役所)に所属する若手の技術者に対して、データ管理・更新に関する人材育成を行うことで、電子地図を基盤とした、容易に地域の状況の変化に応じて修正可能な、地域資源の保護政策の作成を実施した。これらの成果はゴンダール市の都市計画マスタープラン改訂事業に於いて、「建築物の高さ規制法」ならびに「歴史的景観地区の指定」に対して具体的に活かされると同時に、学術的には日本建築学会に4本の論考が発表された。ゴンダール中心市街地をモデルケースとした研究を通じて、地域が草の根レベルから取り組み実現可能な発展途上国に於ける地域資源の持続的維持システムの構築を目的とする。急激な人口増加により中心部に現存するイタリア植民地建築や伝統的円形住居、豊かな植生などの地域資源の破壊が深刻な同市に於いて、これらの持続的維持の実現に向けては、行政や研究機関、NGOや地域住民などのネットワーク形成を通じた学術的研究が不可欠であると共に、地域情報データベースの構築やGISによる的確な分析からターゲットを絞った戦略的な計画が必要となる。2005年度の研究成果は以下である。1)地域資源に関して建物の所有者や用途、築年数や今後の持続的活用に対しての意識調査を行い、保存、改修、改装、用途変更に関してその活用に向けたガイドライン(条例)作成を開始した。現在一部は完成しているが、2006年9月までに市議会の承認を受けることになっている。2)中心市街地において半数以上の住宅を所有するケベレに関して、住宅供給の改善に向けて財務、技術、維持管理の面から実態調査を行う一方で住民へのアンケート調査から現在の住宅供給に関する問題点を抽出し、ケベレの組織としてのポテンシャルを明らかにした。その結果、ケベレが所有する住宅の維持管理に関する具体的な提案を進める基盤が整った。3)中心市街地の公共空間に関して、用途や所有、階数や利用状況などを調査し、GISで各施設の分布や特性を分析することで中心部の公共空間の特性を解明した。その結果、公共空間の大半がイタリア占領当時に建設され、その多くが現在でも十分に機能していること、その83%が行政の所有であることが明らかになった。この成果はゴンダール市都市計画マスタープラン改訂事業に活かされると同時に日本建築学会、日本ナイル・エチオピア学会にて発表された。
ガリウム酸亜鉛焼結体の作成と光・電気物性の研究

近年情報・通信技術の発達に伴い、精緻な画像を提供する「ハイビジョン」、「大型かつ平面」画像表示装置の具現化などに、益々高輝度発光材料の開発が必要不可欠となっている。本研究では、電子線励起による「高輝度発光体」の開発のための材料設計、ならびに材料探索の指針を得ることを目的に、スピネル型構造からなる「ガリウム酸亜鉛(化学組成;ZnGa_2O_4)」を対象にした系統的研究を図った。更に、その焼結体を作成し、二次電子放出に最適な電気的特性に関する材料の最適化を図った。ガリウム酸亜鉛は自己付活型発光体であるが、(1)スピネル構造のZnGa_2O_4において、4配位サイト、6配位サイトの各々をMg^<2+>、Cd^<2+>、Li^+及びAl^<+3>、In^<3+>、Cr^<3+>、Mn^<2+>などの元素で固溶置換できる可能性を温度や雰囲気の制御により検討した。また、格子欠陥に伴う熱平衡的検討も行った。(2)得られた試料については、粉末X線回析法による相同定、紫外-可視拡散スペクトルの測定を行うと共に、紫外線もしくは電子線励起による蛍光及びカソードルミネッセンススペクトル等の光学的評価に供した。さらに、(3)焼結体に関する緻密化条件を探るため、走査型電子顕微鏡観察、EPMA測定による局所的組成分析などを行った。加えて、交流及び直流法による電気抵抗の測定、ゼ-ベック効果、ホール効果の測定によって、伝導機構の解明を図った。以上、発光の機構解明、電子線励起による発光材料の設計指針の構築、及び新しい残光性発光体としてのZnGa_2O_4スピネルの可能性を初めて明らかにした。
結び目の有限型位相不変量の組み合せ論的側面と3次元多様体の幾何構造への応用

結び目理論に関して,ダイアグラムと不変量の研究,および結び目補集合の3次元多様体としての幾何学的研究により,本年度は以下のような成果を挙げることができた。(1)結び目のダイアグラムの種数結び目のダイアグラムについてその種数をSeifertのアルゴリズムによってはられる曲面の種数と定める.同じ種数をもつダイアグラムについて,その生成元を決定して分類を行った.応用として,同じ種数をもつ交代結び目の個数は交点数について多項式オーダーで増大することを証明した.(2)非自明なJones多項式の問題「非自明な結び目のJones多項式は,決して1にならないか」という問題はJonesによって1980年代半ばに提出されたが,未解決である.この問題について,semi-adequateと呼ばれるクラスについて解決し,応用として,Jonesの問題は,3次の組みひもを閉じて得られる結び目,Montesinosリンクについて正しいことを証明した.(3)3次の組みひもを閉じて得られるリンクの分類交代性,閉じた正組みひも,ファイバー性などの特別な性質を持つ閉じた3次組みひもとして表されるリンクの分類を完成した.また,3次の組みひもを閉じて得られるリンクは非圧宿可曲面を一つしか持たないことを証明した.結び目とその不変量に関する研究を行った。研究内容は,結び目の特に,バシリエフ不変量,ルジャンドル結び目,ジョーンズ多項式の非自明問題,結び目の不変量と双曲体積などにわたっている。以下のようなテーマについて,いくつかの発展があった。--結び目のバシリエフ不変量全体の空間の次元についていくつかの評価を得た。--3次元接触構造と関連したサーストン・ベネカン不変量に関する不等式について,知られている結果をalmost negative knotsに拡張した。--自明でない結び目のジョーンズ多項式が1ではないであろうという予想が,semi adequete knotなどある種のクラスについて成り立つことを示した。--モンテシノスリンクについて,補集合の双曲体積のジョーンズ多項式による評価を得た。(1)結び目のダイアグラムの種数結び目のダイアグラムについてその種数をSeifertのアルゴリズムによってはられる曲面の種数と定める.同じ種数をもつダイアグラムについて,その生成元を決定して分類を行った.応用として,同じ種数をもつ交代結び目の個数は交点数について多項式オーダーで増大することを証明した.(2)非自明なJones多項式の問題「非自明な結び目のJones多項式は,決して1にならないか」という問題はJonesによって1980年代半ばに提出されたが,未解決である.この問題について,semi-adequateと呼ばれるクラスについて解決し,応用として,Jonesの問題は,3次の組みひもを閉じて得られる結び目,Montesinosリンクについて正しいことを証明した.(3)3次の組みひもを閉じて得られるリンクの分類交代性,閉じた正組みひも,ファイバー性などの特別な性質を持つ閉じた3次組みひもとして表されるリンクの分類を完成した.また,3次の組みひもを閉じて得られるリンクは非圧宿可曲面を一つしか持たないことを証明した.
多重ヒット抑制に基づいた脂肪肝過小グラフト機能不全を回避する治療法の確立

非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の増加により、Marginal graftの中でも最も遭遇する脂肪肝グラフトは術後グラフト機能不全の発症が高率であり、その成因は主に脂肪変性による正常肝細胞の減少と全身性感染症などの2nd Hitによる炎症性変化(肝細胞壊死やApoptosis)や線維化が原因と考えられる。スタチン系薬剤薬剤(HMG-CoA還元酵素阻害薬)が持つ多面的効果(pleiotropic effect)、特に抗酸化・抗炎症作用と血管内皮機能改善作用、脂肪沈着抑制作用に着目し、脂肪肝グラフト移植時における肝内因性の障害(1st Hit)をスタチン投与により抑制する。さらに肝外因性障害であるShear stressを脾摘で軽減し、腸管鬱血からのBacterial translocationや随伴する全身感染症を選択的消化管除菌治療(SDD)で予防する事で、肝内外の1st・2nd Hitを抑制し、より簡便で非侵襲的に周術期のスタチン投与・脾摘・SDDという臨床に直結する手技的にも簡便な方法で、過小グラフトやmarginal graftの機能不全が回避・克服できる可能性がある。本研究での方法を臨床応用できれば、より安全な肝移植治療が施行可能となり、それに伴いドナープール拡大が期待でき、グラフト不足解消の一助となる画期的な研究である。今後継続してラットのNAFLD過小肝移植モデルを作成し、スタチン投与・脾摘・SDDを追加した群での治療効果を検討していく研究である。ドナーラットにMCDD (メチオニン・コリン欠損食)を投与し、60%程度のsevere NAFLD model ratを作成しているが、脂肪肝の程度に差があって安定しておらず、移植後に脂肪肝が組織学的評価で容易に改善してしまう症例がやはり認められる。徐々にモデルやデータの蓄積はできつつあるが、ドナーの脂肪肝を安定させて、さらにモデル数を蓄積してデータ収集を行う必要がある。また30%過小グラフト移植は非常に手技が繊細かつ高度な技術を要する術式であり、担当関係者がその手技の確立・安定化に時間を要しており、やや進捗状況は遅れていると判断している。高度脂肪肝グラフトドナーの作成および30%過小グラフト移植の手技を可及的速やかに安定させ、30%過小グラフト移植の症例数を増やし、各種治療群での術後のグラフト機能に関するデータ収集を進めて解析を進める予定としている。さらに肝外因性障害であるShear stressを脾摘で軽減し、腸管鬱血からのBacterial translocationや随伴する全身感染症を選択的消化管除菌治療(SDD)で予防する事で、肝内外の1st・2nd Hitを抑制し、より簡便で非侵襲的に周術期のスタチン投与・脾摘・SDDという臨床に直結する手技的にも簡便な方法で、過小グラフトやmarginal graftの機能不全が回避・克服できれば、より安全な肝移植治療が施行可能となり、それに伴いドナープール拡大が期待でき、グラフト不足解消の一助となる画期的な研究であり、ラットのNAFLD過小肝移植モデルを作成し、スタチン投与・脾摘・SDDを追加した群での治療効果を検討していく研究である。ドナーラットにMCDD (メチオニン・コリン欠損食)を投与し、60%程度のsevere NAFLD model ratを作成しているが、脂肪肝の程度に差があって安定しておらず、移植後に脂肪肝が組織学的評価で容易に改善してしまう症例が認められる。ドナーの脂肪肝を安定させて、モデル数を蓄積する必要がある。また30%過小グラフト移植は非常に手技が繊細かつ高度な技術を要する術式であり、担当関係者がその手技の確立・安定化に時間を要しており、やや進捗状況は遅れている。

さらに肝外因性障害であるShear stressを脾摘で軽減し、腸管鬱血からのBacterial translocationや随伴する全身感染症を選択的消化管除菌治療(SDD)で予防する事で、肝内外の1st・2nd Hitを抑制し、より簡便で非侵襲的に周術期のスタチン投与・脾摘・SDDという臨床に直結する手技的にも簡便な方法で、過小グラフトやmarginal graftの機能不全が回避・克服できる可能性がある。本研究での方法を臨床応用できれば、より安全な肝移植治療が施行可能となり、それに伴いドナープール拡大が期待でき、グラフト不足解消の一助となる画期的な研究である。今後継続してラットのNAFLD過小肝移植モデルを作成し、スタチン投与・脾摘・SDDを追加した群での治療効果を検討していく研究である。ドナーラットにMCDD (メチオニン・コリン欠損食)を投与し、60%程度のsevere NAFLD model ratを作成しているが、脂肪肝の程度に差があって安定しておらず、移植後に脂肪肝が組織学的評価で容易に改善してしまう症例がやはり認められる。徐々にモデルやデータの蓄積はできつつあるが、ドナーの脂肪肝を安定させて、さらにモデル数を蓄積してデータ収集を行う必要がある。また30%過小グラフト移植は非常に手技が繊細かつ高度な技術を要する術式であり、担当関係者がその手技の確立・安定化に時間を要しており、やや進捗状況は遅れていると判断している。高度脂肪肝グラフトドナーの作成および30%過小グラフト移植の手技を可及的速やかに安定させ、30%過小グラフト移植の症例数を増やし、各種治療群での術後のグラフト機能に関するデータ収集を進めて解析を進める予定としている。計画した使用額に比べ、ラットのモデル作成が計画より進まず、実験動物購入や検体を測定する抗体などの物品費などの支出が少なかったため、余った金額は次年度に繰越す事とし、次年度はモデル数を多く作成して研究を継続する予定である。
揮発性麻酔薬による虚血心筋保護効果におけるオートファジーの役割の解明

セボフルランプレコンディショニング(SEVO-PC)の虚血心筋保護効果は虚血時間が長いと消失する。そこで、虚血前のオートファジー誘導によりこの効果を回復できるかを検討した。モルモット灌流心で30分または45分間の虚血後120分間再灌流を行った。30分虚血ではSEVO-PCの梗塞縮小効果は見られたが、45分間虚血では消失した。オートファジー誘導剤クロラムフェニコールを虚血前に投与すると梗塞サイズ縮小効果は回復した。Calceinによるmitochondrial permeability transition pore(MPTP)の検討で、この現象にはMPTP開口抑制が関与していることが判明した。[目的]セボフルランプレコンディショニング(Sevo PC)は虚血心筋を保護するが、その効果は虚血時間が長いと消失する。最近、オートファジーが心筋虚血再灌流障害に関与するとの報告がある。初年度の成果で虚血前のオートファジーの誘導が長時間虚血により消失したSevo PCの梗塞サイズ縮小効果を回復することが判明した。今年度の目的はこの効果の細胞内シグナル伝達をwestern blotにより解明することである。[考察]長時間虚血により消失したSevo PCの心筋保護効果はCAPを加えることにより回復するが、この効果にはオートファジーの誘導とAkt, GSK3βのリン酸化が重要である。セボフルランプレコンディショニング(Sevo PC)の細胞内メカニズムの一つとして活性酸素が関与するといわれている。セボフルランの投与により生じる少量の活性酸素は、シグナル伝達のセカンドメッセンジャーとして働き、細胞内のエネルギーセンサーである5' AMP-activated protein kinase (AMPK)を介して、心筋を保護する。また、AMPKは細胞のホメオスタシスに重要であるオートファジーに必須の酵素でもある。そこで、Sevo PCのメカニズムの一つである活性酸素がオートファジーを介してその効果を発揮するか検討した。モルモットの心臓をLangendorff灌流装置にて灌流し、30分の虚血、120分の再灌流を行った(CTL群)。虚血前にセボフルランを投与した群(SEVO群)、活性酸素消去剤MPGを投与した群(MPG群)、SEVO群にMPGを添加したものをSEVO+MPG群とした。血行動態、梗塞サイズを測定し、電子顕微鏡にてオートファゴソームを観察した。ウエスタンブロット法にて、オートファジー関連蛋白の発現について検討した。梗塞サイズは、SEVO群でCTL群に比し減少し、その保護効果はMPG付加により消失した。また、CTL群に比し、SEVO群でオートファゴソームが多く、SEVO+MPG群では、その数が減少した。ウエスタンブロット法では、オートファジー関連蛋白がSEVO群で有意に増加し、これらの効果はMPGによって消失した。最近の研究で、活性酸素とオートファジーが麻酔プレコンディショニングにおいて、心筋を保護することがわかってきているが、本研究はSevo PCによる心筋保護に、この二つのメディエーターがともにリンクしていることを初めて明らかにしたものである。さらに解明が進めば、心臓にリスクのある患者の麻酔法や周術期管理に有用な知見を与えることができる。初年度は虚血前のオートファジーの誘導が長時間虚血により消失したSevo PCの心筋保護効果を回復できるか検討した。[方法]モルモット灌流心で30分または、45分間の虚血後120分間再灌流(IR)を行った群(CTL-30,CTL-45,各n=8)、CTL-30, 45にSevo(2%)を虚血前10分間投与した群(SEVO-30,n=8,SEVO-45,n=9)と、オートファジー誘導剤クロラムフェニコール(CAP)をCTL-45の虚血前20分間とIR中投与した群(CAP-45,n=8),SEVO-45にCAP処置を行った群(SEVO-45+CAP,n=8)、計6群を作製した。これらの群で左心室圧(LVDP),左心室終末拡張期圧(LVEDP),冠血流量(CF),梗塞サイズ(IS)を比較した。虚血前に心筋を採取し、オートファジー関連蛋白質(LC3-I, II)をWestern blotにて、autophagozomeを電顕にて検出した(各n=4)。[結果]ISはSEVO-30でCTL-30に比べ有意に縮小したが、SEVO-45はCTL-45に比べ縮小しなかった。SEVO-45+CAPではSEVO-45で消失した保護効果が回復した。

LC3-II/I、autophagozomeは、SEVO-45+CAPで他群に比して有意に増加した。CFは全ての群で差はなかった。IR後SEVO-30のみ他群に比しLVDPが高く、LVDEPが低かった。[考察]長時間虚血により消失したSevo PCの心筋保護効果はCAPを加えることにより回復した。虚血前のオートファジーの誘導は心筋保護における新しい戦略となりうる。3年計画の2年目としては計画通りに研究は進んでいる。オートファジーが虚血心筋に対して保護的に働くのか傷害的かについては未だ意見の一致を見ていない。我々のこの2年間で得られたデータからは明らかに保護的であることが判明した。しかし、傷害的であるとの報告もあり今後さらなる研究が必要である。3年計画の初年度としては計画通りに研究は進んでいる。我々の今年度得られたデータからは明らかに保護的であることが判明した。オートファジーが虚血心筋に対して保護的に作用することがこの2年の研究で明らかになった。また、この作用は揮発性麻酔薬の虚血心筋保護作用にも関与していると考えられる。今後もこのメカニズムの解明に全力を注ぐ予定である。このメカニズムが解明されれば冠動脈疾患を有する患者の周術期の管理に大きな戦略の一つとなる。これまで調べたオートファジー関連蛋白に加えcathepsin B, Beclin-1など、アポトーシス関連酵素であるMAP kinases, caspaseの発現をwestern blotと免疫組織化学染色で検討する。これらの発現と梗塞サイズの関係を明らかにする。さらに、これまで提唱されている心筋保護のメカニズムの中で特にミトコンドリアを中心に研究を進めて行く予定である。細胞の生死に大きく関与するmitochondrial permeability transition pore (MPTP)の開口に関して詳細に検討する。特にオートファジーがMPTP開口にどのように関与するのかを明らかにしたい。オートファジーが虚血心筋に対して保護的に作用することが初年度の研究で明らかになった。今後はこのメカニズムの解明に全力を注ぐ予定である。オートファジー関連蛋白であるcathepsin B, Beclin-1, LC3-II /LC3-Iなど、アポトーシス関連酵素であるMAP kinases, caspaseの発現をwestern blotと免疫組織化学染色で検討する。
磁気応用の観点からの体内埋め込み機器の開発

本研究は,加熱によってアクチュエータが動作する埋込み機器の完全埋込化を実現する上で必要な,非接触エネルギー供給,及び機器の温度制御・モニタリングについて,その方法・装置を開発することを目的とする.本年度は,温度制御機構の体内環境での評価,及びその時の温度情報を体外側で確認する装置の具体的設計を行った.非接触エネルギー供給トランスと感温インダクタとで形成する共振回路を利用して温度制御を行う.小型の感温部品を対象とする埋込み機器(人工肛門括約筋)に組み込み,この括約筋を実際に山羊腹部に形成した大腸ストーマ内部に配し,その動作特性を確認する実験を行った.この温度制御機構は温度の上昇に対して加熱出力を低減させ,温度平衡点を能動的に作り出す.この出力の低減具合は,共振回路のQ値(共振の鋭さ)で設定することが可能である.体内の温度条件に対してQ値を適切に設定する必要があったが,今回,体外・体内の実験結果を併せて判断し,適切なQ値を与える負荷抵抗値を決定した.また製作した括約筋やエネルギー供給コイルの長期埋め込み実験も併せて行ったが,それらの生体適合性を確認した.上記の実験では温度の計測を有線で行ったが,実際は皮膚を貫通する配線は施せない.体外からインピーダンスの実部と虚部を計測し温度をモニターする方法を考案したが,今回この手法を装置として具現化した.非接触エネルギー供給のための励磁装置(高周波インバータ回路)を実際に製作し,この装置に対して電圧と電流の瞬時値をサンプリングする回路を付加した.この回路を利用し,通常使用が想定される非接触エネルギー供給トランスの位置関係において,およそ2割程度の誤差の中で温度に直結するインダクタンス値が得られることを確認した.以上の検討を以て,加熱して動作させる埋込み機器において,生体内で熱傷を起こすことなく安全に駆動させる方法・装置を提案した.本研究は,人工肛門括約筋をはじめとした体内埋め込み機器の実用化を目指した際に必要となる,非接触エネルギー供給装置,温度制御用デバイス,体外温度モニタリング装置を磁気応用の観点から開発することを目的としている.本年度は,感温デバイスの製作と温度制御動作の評価,及び体外での温度測定法の原理確立を目的とした.はじめに温度制御機構を包括した非接触エネルギー伝送システムの実現回路の設計を行った.5-10mm程度の皮膚を挟んで体内にエネルギーを供給する経皮トランスと温度によってインピーダンスが変化する感温デバイスとで共振系を設定することで,温度の上昇に伴う共振点変化を利用して出力を制限する機構を提案した.この結果を元に,具体的な感温デバイスを製作した.長さ10mm,幅3mm程度の小型ソレノイドインダクタであり,コアに温度によって透磁率が急峻に変化する感温磁性体を使用することで温度特性を持たせた.感温磁性体のキュリー温度を60°Cと設定し,この温度でインダクタンスが急峻に低下する.素子は小型であり,測温対象である形状記憶合金の上に簡単に載り,実際の人工括約筋への適用が容易である.空気中及び生体を模擬した水中における実験でその温度制御性を確認したところ,いずれもキュリー温度付近での自動的な温度制御動作を確認し,生体内自動温度制御の可能性を見出した.更にこの温度制御システム回路の体外側で計測可能なパラメータだけを利用して体内の感温デバイスのインダクタンス値を推定する検討を行った.体外側から体内方向を見たインピーダンスの実部と虚部とをそれぞれ計測し適切な計算を行うと,経皮トランスの結合状態に関わらず一意にインダクタンス値の推定が可能であることが示され,経皮的に温度情報を得る可能性が示唆された.次年度においては,動物実験による更なる評価,及び対外励磁装置の具体的設計・製作を予定している.本研究は,加熱によってアクチュエータが動作する埋込み機器の完全埋込化を実現する上で必要な,非接触エネルギー供給,及び機器の温度制御・モニタリングについて,その方法・装置を開発することを目的とする.本年度は,温度制御機構の体内環境での評価,及びその時の温度情報を体外側で確認する装置の具体的設計を行った.非接触エネルギー供給トランスと感温インダクタとで形成する共振回路を利用して温度制御を行う.小型の感温部品を対象とする埋込み機器(人工肛門括約筋)に組み込み,この括約筋を実際に山羊腹部に形成した大腸ストーマ内部に配し,その動作特性を確認する実験を行った.この温度制御機構は温度の上昇に対して加熱出力を低減させ,温度平衡点を能動的に作り出す.この出力の低減具合は,共振回路のQ値(共振の鋭さ)で設定することが可能である.体内の温度条件に対してQ値を適切に設定する必要があったが,今回,体外・体内の実験結果を併せて判断し,適切なQ値を与える負荷抵抗値を決定した.また製作した括約筋やエネルギー供給コイルの長期埋め込み実験も併せて行ったが,それらの生体適合性を確認した.上記の実験では温度の計測を有線で行ったが,実際は皮膚を貫通する配線は施せない.体外からインピーダンスの実部と虚部を計測し温度をモニターする方法を考案したが,今回この手法を装置として具現化した.非接触エネルギー供給のための励磁装置(高周波インバータ回路)を実際に製作し,この装置に対して電圧と電流の瞬時値をサンプリングする回路を付加した.

この回路を利用し,通常使用が想定される非接触エネルギー供給トランスの位置関係において,およそ2割程度の誤差の中で温度に直結するインダクタンス値が得られることを確認した.以上の検討を以て,加熱して動作させる埋込み機器において,生体内で熱傷を起こすことなく安全に駆動させる方法・装置を提案した.
バルカン戦争時におけるボスニアへの難民の流入とハプスブルク帝国の対応

本研究は、バルカン戦争時(1912年-1913年)に生じたムスリム難民のうち、ハプスブルク帝国領のボスニアに流入した、トルコ系とアルバニア系のオスマン帝国臣民に焦点をあて、1)難民の流入をめぐるハプスブルク帝国の対応、2)難民に対するボスニア諸民族の反応、を明らかにする。さらに1)については、1ボスニア流入後の難民の処遇、2戦争終結前後の難民への措置、とテーマを分けて研究を行う。
インド・太平洋におけるマダラフサカサゴ属魚類の分類・生態学的研究

インド・太平洋の温帯熱帯浅海域に広く分布するフサカサゴ科マダラフサカサゴ属の分類学的研究を行った.本属は浅海域生態系の中で重要な位置を占めているにもかかわらず,分類学的にきわめて混乱しており,これまで正確な同定を行うことが困難であると考えられていた分類群である.本研究では,32名義種がマダラフサカサゴ属に帰属することが明らかになった.これら32名義種のタイプ標本および分布域広域から採集された一般標本を調査・解析したところ,10名義種が有効種であることが分かった.また,本研究の調査によって3未記載種が発見された.これら13種の地理的変異を把握したうえで形態に基づく検索表を作成した.マダラフサカサゴ属は形態的に6つの類似種群(species complex)で構成される.初年度は最も種数が多く,最も古く記載された名義種を含むSebastapistes strongia complexの分類学的研究を行った.Sebastapistes strongia complexは涙骨下縁に2棘があり,その後方棘が単尖頭であること,額棘がないこと,眼下骨隆起が1本であること,および口蓋骨がないことなどによって特徴付けられる.今年度はマダラフサカサゴ属の残りの5類似種群の調査を行うと同時に,未記載種を記載する.5類似種群(S. coniorta species complex,S. cyanostigma species complex,S. fowleri species complex,S. mauritiana species complex,S. pascuensis species complex)はそれぞれ有効種12種で構成されS. strongia species complexと比べると比較的小規模な種群である.最も名義種が多いS. cyanostigma species complexは1有効種でScorpaena albobrunnea Gunther, 1874,Scorpaena kowiensis Smith, 1935,Scorpaena aqabae Fowler and Steinitz, 1956の3名義種が新参シノニムであることが明らかになった.また,日本とモルジブから採集された標本が未記載種であることが分かった.これらの調査を遂行中にマダラフサカサゴ属以外の属からも新知見がみつかり,随時論文として発表した.インド・太平洋の温帯熱帯浅海域に広く分布するフサカサゴ科マダラフサカサゴ属の分類学的研究を行った.本属は浅海域生態系の中で重要な位置を占めているにもかかわらず,分類学的にきわめて混乱しており,これまで正確な同定を行うことが困難であると考えられていた分類群である.本研究では,32名義種がマダラフサカサゴ属に帰属することが明らかになった.これら32名義種のタイプ標本および分布域広域から採集された一般標本を調査・解析したところ,10名義種が有効種であることが分かった.また,本研究の調査によって3未記載種(オーストラリア,日本,モルジブ)が発見された.これら13種の地理的変異を把握し形態に基づく検索表を作成するために,最終年度は本属魚類が最も多く保管されているアメリカのスミソニアン自然史博物館を訪問し,大量の一般標本を調査・解析した.さらに,本属が単系統であることを明らかにし,各種の分布パターンも把握することができた.現在,有効種各種の地理的変異,成長による形態変化,性的二型,および分布域などの情報を網羅したモノグラフの出版準備をしている.インド・太平洋の温帯熱帯浅海域に広く分布するフサカサゴ科マダラフサカサゴ属の分類学的研究を行った.本属は浅海域生態系の中で重要な位置を占めているにもかかわらず,分類学的にきわめて混乱しており,これまで正確な同定を行うことが困難であると考えられていた分類群である.本研究では,32名義種がマダラフサカサゴ属に帰属することが明らかになった.これら32名義種のタイプ標本および分布域広域から採集された一般標本を調査・解析したところ,10名義種が有効種であることが分かった.また,本研究の調査によって3未記載種が発見された.これら13種の地理的変異を把握したうえで形態に基づく検索表を作成した.マダラフサカサゴ属は形態的に6つの類似種群(species complex)で構成される.本年度は最も種数が多く,最も古く記載された名義種を含むSebastapistes strongia complexの分類学的研究を行った.Sebastapistes strongia complexは涙骨下縁に2棘があり,その後方棘が単尖頭であること,額棘がないこと,眼下骨隆起が1本であること,および口蓋骨がないことなどによって特徴付けられる.S. strongia Cuvier in Cuvier and Valenciennes, 1829 (タイプ産地:カロライン諸島)は最も古い本属の名義種であり,インド・太平洋広域に分布する有効種であることを確認した.原記載やタイプ標本調査から9名義種がS. strongiaの新参シノニムであることが明らかになった.同complexのS. taeniophrysはこれまでフィリピンからのみ知られていたが,実際はインド・西太平洋に広く分布し,本属魚類の中で唯一砂泥底に生息することが明らかになった.一方, S. galactacmaは西太平洋に広く分布していると考えられていたが,ハワイ諸島固有の種であることが分かった.これら3種の形態的特徴も明らかにすることができた。さらに,琉球列島を中心にマダラフサカサゴ属のDNA分析用サンプルの収集を行った.また,オーストラリア人研究者を招へいし,来年度以降の共同研究の打ち合わせ,および今年度の成果の確認作業を行った。

交付申請書に記載した「研究の目的」とその「研究実施計画」のとおりにおおむね順調に進展している.しかし,いくつかの稀種のDNA分析用サンプルを収集することができておらず,次年度の調査に期待する(ただし,これは努力だけではどうにもならず,運が必要である).稀種は解析に必修ではないが,あればより良いデータが得られる.本年度の研究計画はほぼ計画通りに進めることができた.研究の成果は当初の目標どおりの結果を出すことができたが,訪問予定だったドイツの博物館のコレクションが移転工事中になってしまったため、このコレクションの調査は来年度に行う予定である。そのため、「おおむね順調」を選んだ.本属の一般標本を多数有している海外の博物館を訪問し調査を行い,平成23年度,24年度の研究で得られた結果を合わせて,インド・太平洋域におけるマダラフサカサゴ属魚類の分類学・生態学的モノグラフ(英文)の出版に全力を尽くす.モノグラフに図付きの種検索表を付加することによって,一般漁業者,水産従業者および海洋生物研究者が容易に,そして正確に種を同定することができるようにする.次年度はマダラフサカサゴ属の一般標本が多数保管されているアメリカとヨーロッパの博物館を訪問し,学名の決定を行う.また,インドネシアやフィリピンの研究者を短期間招へいし,長期的にDNA用サンプルの現地での採集をお願いするために採集や固定の方法を教授する.旅費以外では,成果が得られたグループから随時論文を公表するため,英文校閲費や出版費として使用する.次年度はマダラフサカサゴ属のタイプ標本が保管されているオーストラリアの博物館,アメリカとヨーロッパの博物館を訪問し,学名の決定を行う.また,マレーシア・トレンガヌ大学の研究者を短期間招へいし,長期的にDNA用サンプルの現地での採集をお願いするために採集や固定の方法を教授する.旅費以外では,成果が得られたグループから随時論文を公表するため,英文校閲費や出版費として使用する.
マルチメガバール領域での圧力スケールの確立と地球中心核像の再構築

地球の核に相当する圧力である数百万気圧という圧力領域で、実験に使用できる圧力スケールを確立した。これを踏まえたうえで、地球核を構成すると考えられるFe、Fe_<90>Ni_<10>、Fe_<87.9>Ni_<4.4>Si_<7.7>、Fe_<88.1>Ni_<9.1>S_<2.8>といった合金の300万気圧に及ぶ高圧下における結晶構造や結晶軸比の温度依存性、圧縮率を調べた。その結果、地球内核はhcp構造の合金で構成されている可能性が高いこと、内核の地震波速度異方性が、地球の自転軸方向に結晶のc軸方向が選択配向することで説明されうること、内核に硫黄が含まれる場合はその密度はhcp-Fe-5 at.%Ni-4.8-7.3 at.%Sの組成で説明されうることを明らかにした。・圧力スケールの問題高圧実験において圧力媒体および断熱材兼圧力スケールとして有用なNaClは、これまで107GPa程度までしか較正されておらず200GPa以上での較正はない。本研究ではDiamond Raman圧力スケールを用いて、NaClの圧力スケールを272GPaまで較正した。これにより300GPa領域では従来の圧力スケールと8%ものずれが生じることが明らかになった。・地球内核条件までのFe-Ni-S合金の圧縮実験高温高圧下においてFe-Ni合金はその構造中にSを少量含むことができる。硫黄を微量に含むこの合金の密度や結晶構造は地球の内核の構造を考える際に重要である。このFe-Ni-S合金は高圧下でのみ合成されるため、直接この試料についての研究はこれまで全くなされていなかった。本研究ではこの試料に関する圧縮実験を行い、内核に相当する圧力339GPa(較正された圧力スケールでは地球中心に相当する368GPa)までの実験に成功した。圧力スケールなどの問題を加味した場合に、内核境界に相当する330GPaにおいては硫黄を含まない場合と比べて1.6%ほど小さい密度をもち、結晶構造はhcp構造が安定であることを明らかにした。・地球内核条件までのFe-Ni-Si合金の相関係ケイ素を含むFe-Ni合金は広い圧力範囲で純鉄と同じhcp構造を持つが、200GPa以上で3000K以上になるとfcc構造になる可能性が理論的に予測されている。地球の内核の結晶構造・地震波速度構造異方性といった問題を考える際にFe-Ni-Si合金が地球内核条件でどちらの結晶構造をとるのかということは重要な問題である。本研究ではFe-5wt.%Ni-4.0wt.%Si合金について約200GPa,3300Kまでの相関係について調べた。X線回折実験よりこの温度圧力まではhcp構造が安定であることが明らかになった。本研究の目的は(1)マルチメガバール領域(200GPa以上)における圧力スケールの確立と(2)地球核物質のより正確な圧縮特性の解明と地球中心核組成の推定である。地球内部を実験的に再現する際にはその実験圧力を決定するために圧力スケールとなる物質が必要である。しかし、地球中心に相当するような圧力条件は地球科学および物性物理学双方にとってのフロンチィア領域であり、そのような高圧力条件で使用できる圧力スケールは満足に整備されているわけではない。本研究では目的(1)に対応する成果として、鉄系試料との反応性の乏しく圧力スケール物質として有用なNaCl-B2相について、白金の圧力スケールをもとに304GPaまでの圧縮実験に成功し、マルチメガバール領域で使用できる圧力スケールとして確立した(Sakai et al., j.Appl.Phys.,2011)。
プラズマCVD法による銅薄膜形成機構に関する研究

本研究の目的は,プラズマCVD法による銅薄膜形成機構を調べ,次世代集積回路内の配線材料としての高品質銅薄膜を,プラズマCVD法を用いて作製するための指針を得ることである.本研究によって以下の結果を得た.1.従来困難であった有機金属材料を高精度にしかも長時間安定に再現性良く供給可能な,有機金属材料安定供給装置を独自に開発した.2.プラズマCVD法による銅薄膜形成に重要な役割を果たしているCuとHの発生量を,材料ガスのH_2による希釈率により大きく変化させることが可能である.3.銅薄膜形成の速度は同一条件下でも基板の種類により3倍程度の差が生じるとともに,膜の組成も基板の種類により変化する。4.基板温度が室温でも銅が60%以上を占める薄膜を作製可能である.さらに基板温度を170°Cまで上げることにより銅が95%以上,電気抵抗率2.23μΩcm以下の高品質銅薄膜が得られる.以上の結果は,銅薄膜を任意の場所にのみ成膜する選択プラズマCVDを実現できる可能性があることを示唆している.本研究の目的は,プラズマCVD法による銅薄膜形成機構を調べ,次世代集積回路内の配線材料としての高品質銅薄膜を,プラズマCVD法を用いて作製するための指針を得ることである.本研究によって以下の結果を得た.1.従来困難であった有機金属材料を高精度にしかも長時間安定に再現性良く供給可能な,有機金属材料安定供給装置を独自に開発した.2.プラズマCVD法による銅薄膜形成に重要な役割を果たしているCuとHの発生量を,材料ガスのH_2による希釈率により大きく変化させることが可能である.3.銅薄膜形成の速度は同一条件下でも基板の種類により3倍程度の差が生じるとともに,膜の組成も基板の種類により変化する。4.基板温度が室温でも銅が60%以上を占める薄膜を作製可能である.さらに基板温度を170°Cまで上げることにより銅が95%以上,電気抵抗率2.23μΩcm以下の高品質銅薄膜が得られる.以上の結果は,銅薄膜を任意の場所にのみ成膜する選択プラズマCVDを実現できる可能性があることを示唆している.
実現理論を基礎とした部分空間同定法の新しい展開

本研究では、精度の高い新たな部分空間同定法を提案し、さらに、正準相関解析に基づく確率システムの平衡実現に関する研究とH無限大同定理論を融合して、雑音モデルに周波数制約を与えることができる新しい確率実現の理論を提案することである。過去3年間の研究成果は以下の通りである。1.部分空間法において用いられるLQ分解のL行列の列ベクトルが入出力データの一次結合によって生成されたものであるという、LQ・分解のシステム論的な意味を発見した。これによって、部分空間同定法の理解が非常に深まり、また新しいアルゴリズムの発見にも役立つ。2.直交分解を利用した閉ループ同定のアルゴリズムを新たに提案した。またこの方法がVan den Hof(1993、オランダ)によって発表された2段階法の部分空間法への拡張であることを示した。3.確率実現問題をヒルベルト空間における確率実現問題として定式化して、LQ分解による新しい実現理論を考案し、さらに確率部分空間同定アルゴリズムに対する新しい方法を提案した。さらに有限時間長のデータに基づく確率実現問題を考察して、平衡確率実現によって求められる状態空間モデルの安定性と最小位相性を新たに証明し、平衡確率実現がシステム論的にみて良好な性質をもつことを明らかにした。4.周波数データに基づく変数誤差(Errors-in-Variables)モデルの部分空間同定問題について考察し、部分空間法とJスペクトル分解に基づく同定アルゴリズムを提案した。また、出力の観測値が異常値を含む場合に対して、EMアルゴリズムと部分空間法を組合わせた新しい同定アルゴリズムを提案した。5.部分空間同定に関する書物を英文で発表した。DVDによる「部分空間同定入門」を学会からライブラリーとして刊行した。本研究では、1970年代のKailathらの実現理論に関する結果を利用して、より精度の高い新たな部分空間同定法を提案し、さらに、正準相関解析に基づく確率システムの平衡実現に関する研究とH無限大同定の理論を融合して、雑音モデルに周波数制約を与えることができる新しい確率実現の理論を提案することである。本年度の研究成果は以下の通りである。1.出力の測定雑音が異常値を含む場合に部分空間同定法で得られたシステムパラメータの推定値をEMアルゴリズムによって改良するための方法を提案し、システム制御情報学会論文誌、2005.5で発表した。2.直交分解に基づく部分空問同定法を応用して、安定な要素を結合したフィードバック系の同定法に関する新しい方法を提案した。外部入力rからプラント入出力(u, y)までの伝達関数を同定して、それらの比によってプラントを同定する方法に比べて計算量が大幅に減少するので実用性が高い。IFAC World Congress, Prague,2005.7で発表した。3.著者らの確率実現の方法とスペクトル分解の方法を組み合わせて、同定されたモデルが安定でかつ最小位相となるようなアルゴリズムを提案して、IFAC World Congress, Prague,2005.7で発表した。4.ノイズのスペクトルが有界でありかつ入力ノイズが小さいという仮定の下に、周波数データに基づく変数誤差(Errors-in-Variables)モデルの同定問題について考察し、部分空間法とJスペクトル分解の方法に基づく同定アルゴリズムを提案した。14^<th>IFACシステム同定シンポジウム,Newcastle 2006.3で発表した。5.2004年に和書として発表した「システム同定」の英語版を出版した。本研究では、精度の高い新たな部分空間同定法を提案し、さらに、正準相関解析に基づく確率システムの平衡実現に関する研究とH無限大同定の理論を融合して、雑音モデルに周波数制約を与えることができる新しい確率実現の理論を提案することである。1.測定雑音が異常値を含む状態空間モデルの同定法として、統計学分野で知られている調整最小2乗法(Least-Trimmed-Squares)を導入して、システムのパラメータを同定するアルゴリズムを提案し、システム制御情報学会論文誌(2006.4)で発表した。2.古典的な確率実現問題をヒルベルト空間における確率実現問題として定式化して、LQ分解による新しい実現理論を考案した。

この結果に基づいて、確率部分空間同定アルゴリズムに対する新しい方法を提案して、Automatica(2006.5)で発表した。3.部分空間法において重要な役割を果たすLQ分解におけるL行列の列ベクトルは入出力データの一次結合によって生成されたものであるという、LQ分解のシステム論的な意味を発見し、国際会議:回路とシステムの数学理論(2006年7月)において発表した。これによって、既存の部分空間同定アルゴリズムの理解が非常に深まり、また新しいアルゴリズムの発見にも役立つものと予想している。4.周波数データに基づく変数誤差(Errors-in-Variables)モデルの部分空間同定問題について考察し、部分空間法とJスペクトル分解に基づく同定アルゴリズムを提案し、IEEE決定と制御の国際会議CDC2006(2006.12)で発表した。5.2004年に発表した「システム同定」(朝倉書店)に基づいて、DVDによる「部分空間同定入門」を学会からライブラリーとして刊行した。本研究では、精度の高い新たな部分空間同定法を提案し、さらに、正準相関解析に基づく確率システムの平衡実現に関する研究とH無限大同定の理論を融合して、雑音モデルに周波数制約を与えることができる新しい確率実現の理論を提案することである。本年度の研究成果は以下の通りである。1.昨年度の研究で実データをもとに作成した高圧蒸気コンデンサプラントのモデルを用いて、レファレンスガバナに基づく制御則を導き、実プラントのテスト運転によってその有効性を確認した。2.有限時間長のデータに基づく確率実現問題をヒルベルト空間において考察して、平衡確率実現によって求められた状態空間モデルの安定性と最小位相性を新たに証明した。これによって、平衡確率実現がシステム制御論的にみて良好な性質をもつことが明らかとなった。3.直交分解を利用した閉ループ同定のアルゴリズムを新たに提案した。またこの方法がVandenHof(1993,オランダ)によって発表された2段階法の部分空間法への拡張であることを示した。4.結合入出力法を利用したフィードバック確率システムの実現問題に対して、逆システムの確率実現を考察することにより、従来フィードバックシステムの可同定性の段階で停止していた研究を前進させることができ、その結果新たなフィードバック確率実現理論を導くことに成功した。5.H無限大フィルタと確率実現理論を組み合わせることにより、確率実現理論の一般化を行いその結果を利用して、モデル集合を同定する新たな方法を提案した。
ビデオ・カメラとプロジェクタを用いた動的パターン投影による物体形状測定

本研究では、遺跡や出土物など、戸外での3次元物体の形状データ(物体上の各点の3次元座標値)の測定のため、小型ビデオ・プロジェクターを用いて、測定対象にパターンを投影し、それをビデオカメラで撮影し、投影されたパターン上の各点の3次元座標値を簡便に高速測量する方法を開発した。これまでの3次元物体形状測定と異なり、ビデオカメラと同期して、投影パターンを動的に高速に変化させる。本手法では、座標値とテクスチャの両方を高速に測定することができる。一般に、スリットなどのパターン光投影法は、パターンの各点がどの位置にある点かを同定する必要がある。このため、グレイコードやM系列符号を用いた方法がこれまで提案されているが、一定の枚数の画像をとる必要があった。本年度開発したパターン変化アルゴリズムは、密なパターンを最初に投影し、同定できなかった部分を順次変化させ、誤差が決められた値以下になるまで繰り返す。このため、一定の誤差に収まった段階で、画像の取り込みを終らせることができる。カメラが動いたとき、および物体が動いたときも、同定できない部分が出るので、それについても同アルゴリズムで追随する。