hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
深層学習とディープGMDH型人工知能技術による医用画像診断と感性工学への応用

本研究では、人工ニューラルネットワークの新しい理論である深層学習とディープGMDH(Group Method of Data Handling)-typeニューラルネットワークを組み合わせたHybrid型人工ニューラルネットワークの開発を行っている。平成30年度は、深層学習の代表的な人工知能理論である畳み込みニューラルネットワーク(CNN)と、ディープGMDH-typeニューラルネットワークを組み合わせたHybrid型人工ニューラルネットワークの開発を行い、頭部のMRI画像解析に応用した。ここでは、CNNとフィルタリングにより発生させた画像特徴量に、従来から用いられてきた画像特徴量および位置情報を加えて入力変数として用いた。そして、ディープGMDH-typeニューラルネットワークにより、入力変数のすべての組み合わせを発生させて最適な変数の組み合わせを自己選択し、これらの組み合わせを用いて多層構造をしたディープニューラルネットワーク構造を自動的に自己組織化した。対象にした脳の領域としては、脳実質領域、白質領域、脳室領域の3領域として、各々の領域に対して、ディープニューラルネットワークにより画像認識と領域抽出を行った。そして、3層構造の人工ニューラルネットワークによって得られた結果と比較することにより、ディープGMDH-typeニューラルネットワークアルゴリズムによって自己組織化された多層構造をしたディープニューラルネットワークの有効性を確認した。また、Hybrid型人工ニューラルネットワークでは、最適な入力変数の自己選択能力を備えており、CNNとフィルタリングにより発生させた入力変数や、従来から用いられている入力変数と位置情報などの中から、対象の臓器の医用画像解析に最も適した入力変数を自己選択できることを示した。深層学習の代表的な人工知能理論である畳み込みニューラルネットワーク(CNN)と、ディープGMDH-typeニューラルネットワークを組み合わせたHybrid型人工ニューラルネットワークの開発を行い、頭部のMRI画像解析に応用した。そして、本研究で開発した人工知能技術(Hybrid型人工ニューラルネットワークアルゴリズム)を用いることにより、コンピュータが、脳のいろいろな臓器を精度よく画像認識して領域抽出できることを示した。また、研究成果を国内の学会(人工知能学会)や国際会議で発表した。ディープGMDH-typeニューラルネットワークのアルゴリズムとしては、複数のアルゴリズムが、我々の研究グループによって提案されている。その中の1つにディープロジスティックGMDH-typeニューラルネットワークアルゴリズムがある。平成31年度は、ディープロジスティックGMDH-typeニューラルネットワークとCNNを組み合わせたHybrid型人工ニューラルネットワークの開発を行い、頭部のMRI画像解析に応用して画像認識精度の向上を試みる。さらに、本研究で開発したHybrid型人工ニューラルネットワークを、胸部から腹部のいろいろな臓器(心臓、肺、肝臓、胃など)の画像解析にも応用して、本研究で開発した複数のHybrid型人工ニューラルネットワークのアルゴリズムを用いることにより、コンピュータが人間のいろいろな臓器を精度よく画像認識して領域抽出できることを、具体的に臨床画像データを用いて示すことにより、研究を推進していく。
タイおよび韓国における米穀の市場・流通と管理制度に関する比較研究

1.タイを対象とした調査研究では,以下のことが新たな知見として得られた。(1)これまで断片的かつ不十分なものしか存在していなかった,タイ米の流通経路を細部にわたって調査し,かなり精度の高いフロー・チャートを作成することに成功した。(2)この流通経路のなかで,近年とくに注目されるのは,産地の籾流通における政府認可の「中央市場」の存在だが,同市場の機能分析を通じて,その米流通近代化において果たすであろう役割を確認し得た。(3)精米流通においては,旧くから存在する精米所と仲買入,卸売業者との衣引関係の事例分析を行い,その低マージンの構造を明らかにした。(4)タイの大手輸出業者は,その取引関係等を通じて精米業者を支配できる立場にあり,卸売価格形成の主導権を有していることを確認した。(5)バンコクのスーパー・マーケットを中心に小袋精米が徐々にシェアを拡大しており,伝統的な坪売りの米小売専門業者が経営の転換を迫られていることを事例的ではあるが明らかにした。(6)農協は米流通のいずれの段階でも力が弱く,強力なテコ入れがないかぎり,タイでは今後とも米流通で支配的な位置につくことはないだろう。(7)タイ政府の米政策の目標は,依然として米価の安定化にあるが,その手段は生産者に対しては籾担保の融資政策,輸出業者に対しては輸出前貸信用が主なものであり,国内外の需給撹乱にはほとんど無力で,それが政治的緊張の背景にもなっている。2.韓国を対象とした調査研究では,以下のことが新たな知見として得られた。(1)韓国の米流通経路についてこれまで日本で紹介されてきたものは,不十分で不正確である。今回の調査では流通経路の細部にわたる調査を行い,より精度の高いフロー・チャートを作成した。(2)韓国ではかつて存在していた籾の集荷商人がほとんど影をひそめ,農家が自身で精米所に持ち込む委託精米がかなり一般化している。しかし,農家自体には取引力はなく,事実上,精米業者が取引先を見つけ,価格交渉まで行っている。このルートによる取引先のほとんどは,消費地の卸売業者および仲買人であり,産地の卸売業者を介する場合もある。(3)韓国では以上の商人米流通が支配的であり,米流通における農協のシェアはまだ低い。だが,農協中央会では産地に総合米処理施設を多数設置する計画を進めており,これを政府が財政的に支援している。そのため,この計画が予定どおり進行すれば,現在の零細精米所の多くは駆逐され,これまでの商人米流通が大きく後退する可能性がある。(4)日本で注目されているソウル市良才洞の糧穀卸売市場は、政策先行の強引さが目立ち,取引業者にはあまり歓迎されていない。だが,他に米卸売価格の指標が無いなかでは,同市場で発表される価格は,産地および消費地の価格形成の参考にされている。(5)韓国では1970年代の後半から米生産量の20%前後が政府によって収買されており,しかも年々の収買価格の引き上げによって,今日でも著しい逆ざや米価体系を維持している。そのため,現行の政府米は,産地では商人米を上回る価格実現によって,米価の相対的高値安定に寄与し,消費地では安値の政府米の放出によって,消費者米価の低位安定に寄与している。(6)したがって,同国の米流通の表面だけ見て,間接統制とか部分管理とか言うのは正しくない。問題は,逆ざや米価体系にともなう財政負担にどれだけ耐えられるかだが,この点では米に対する国民世論の動向が大きく左右しよう。また,韓国でも米過剰が表面化してきているが,同国では日本のような減反政策は行わず,良質米への転換,担い手の高齢化等による自然減を予測し,学校給食での米食奨励,米の加工用途の拡大などによって対処している。3.日本の食糧管理制度は,世界でも類例がなく整備された基本食糧の安定供給システムである。だが,相次ぐ財政負担の削減から価格安定機能が低下し,現在ではむしろ韓国のやり方に学ぶ点が多い。また,タイは日本以上に米の国民生活と農業に占める地位が大きく,同国では米は政治財である。そのため,米の価格安定化をはかることは政権維持にとって必須の課題であり,今後,政府による何らかの直接介入がなされる可能性が高い。

(7)タイ政府の米政策の目標は,依然として米価の安定化にあるが,その手段は生産者に対しては籾担保の融資政策,輸出業者に対しては輸出前貸信用が主なものであり,国内外の需給撹乱にはほとんど無力で,それが政治的緊張の背景にもなっている。2.韓国を対象とした調査研究では,以下のことが新たな知見として得られた。(1)韓国の米流通経路についてこれまで日本で紹介されてきたものは,不十分で不正確である。今回の調査では流通経路の細部にわたる調査を行い,より精度の高いフロー・チャートを作成した。(2)韓国ではかつて存在していた籾の集荷商人がほとんど影をひそめ,農家が自身で精米所に持ち込む委託精米がかなり一般化している。しかし,農家自体には取引力はなく,事実上,精米業者が取引先を見つけ,価格交渉まで行っている。このルートによる取引先のほとんどは,消費地の卸売業者および仲買人であり,産地の卸売業者を介する場合もある。(3)韓国では以上の商人米流通が支配的であり,米流通における農協のシェアはまだ低い。だが,農協中央会では産地に総合米処理施設を多数設置する計画を進めており,これを政府が財政的に支援している。そのため,この計画が予定どおり進行すれば,現在の零細精米所の多くは駆逐され,これまでの商人米流通が大きく後退する可能性がある。(4)日本で注目されているソウル市良才洞の糧穀卸売市場は、政策先行の強引さが目立ち,取引業者にはあまり歓迎されていない。だが,他に米卸売価格の指標が無いなかでは,同市場で発表される価格は,産地および消費地の価格形成の参考にされている。(5)韓国では1970年代の後半から米生産量の20%前後が政府によって収買されており,しかも年々の収買価格の引き上げによって,今日でも著しい逆ざや米価体系を維持している。そのため,現行の政府米は,産地では商人米を上回る価格実現によって,米価の相対的高値安定に寄与し,消費地では安値の政府米の放出によって,消費者米価の低位安定に寄与している。(6)したがって,同国の米流通の表面だけ見て,間接統制とか部分管理とか言うのは正しくない。問題は,逆ざや米価体系にともなう財政負担にどれだけ耐えられるかだが,この点では米に対する国民世論の動向が大きく左右しよう。また,韓国でも米過剰が表面化してきているが,同国では日本のような減反政策は行わず,良質米への転換,担い手の高齢化等による自然減を予測し,学校給食での米食奨励,米の加工用途の拡大などによって対処している。3.日本の食糧管理制度は,世界でも類例がなく整備された基本食糧の安定供給システムである。だが,相次ぐ財政負担の削減から価格安定機能が低下し,現在ではむしろ韓国のやり方に学ぶ点が多い。また,タイは日本以上に米の国民生活と農業に占める地位が大きく,同国では米は政治財である。そのため,米の価格安定化をはかることは政権維持にとって必須の課題であり,今後,政府による何らかの直接介入がなされる可能性が高い。平成3年11月4日同年12月3日の1カ月間、タイ国を訪問し、タイ側の研究分担者、研究協力者とともに、バンコク市およびナコ-ンサワン県、ピッサヌロ-ク県、チェンマイ県、ナコ-ンラチャシマ県を対象に、米流通に関する関係機関・業者・生産者の実態調査を行い、以下の成果と新知見を得た。(1)これまで不十分・不完全なものしか存在していなかったタイ米の流通経路を、実態調査を通じて精緻化し、鳥瞰図として作成することができた。
新しいマクロファージマーカーとしてのCD204(スカベンジャー受容体)抗体

私どもは、ヒトクラスAマクロファージ(Mφ)スカベンジャー受容体に特異的な抗体を作製し、第7回国際CD会議でその有用性が評価され、本受容体に新しいCD番号であるCD204が付与された。抗CD204抗体は適切な抗原賦活処理を行うことで、パラフィン切片に応用可能であり、ヒト正常組織の検討では、CD204は、胸腺Mφ、脾臓の赤脾髄Mφ、リンパ節の洞内Mφ、肝のクッパー細胞、肺胞や肺胞壁のMφ、心、腎、膵、唾液腺、精巣他の間質Mφなどの全身に分布する多くの組織Mφに陽性所見が認められた。種々の炎症性疾患では、炎症巣への浸潤マクロファージや肉芽腫性疾患における類上皮細胞や多核巨細胞に強い陽性所見が得られた。これらの結果から、CD204はMφにおける外来異物認識に重要な役割を果たすものと考えられ、パターン認識受容体として、自然免疫に重要な役割を果たすことが想像された。一方、同じ多核細胞でも破骨細胞や骨巨細胞腫に出現する多核巨細胞は陰性であった。アルツハイマー病の老人斑におけるミクログリア、粥状硬化病巣の泡沫化Mφ、糖尿性腎症における糸球体Mφにも陽性で、変性脂質やAGE(advanced glycation end product)などの内因性の老廃物の取り込みにも関与するものと考えられる。粥状硬化の検討では、CD204は脂肪線条におけるMφとともに、粥腫周囲のMφに陽性で、クラスBに属するCD36が粥腫中心部に陽性となるのに比し、対照的な分布を示した。組織学的にランゲルハンス細胞やinterdigitating cellなどの樹状細胞は陰性であったが、培養単球をGM-CSFおよびIL-4の共存下で樹状細胞への分化を誘導すると、未熟樹状細胞で約10%、成熟樹状細胞で約1015%にCD204の陽性所見が得られた。これらの結果を踏まえ、今後、CD204陽性樹状細胞と陰性樹状細胞の違い、樹状細胞におけるCD204の役割解明を行う予定である。私どもは、マクロファージ(Mφ)スカベンジャー受容体に特異的な抗体を作製し、第7回国際CD会議でその有用性を発表し、本受容体に新しいCD番号であるCD204が付与された。本研究では、抗CD204抗体を用いて、ヒト組織におけるCD204の分布を免疫組織化学的に検討した。まず、適切な抗原賦活処理を行うことで、抗CD204抗体はパラフィン切片に応用可能であることを確認した。ヒト正常組織の検討では、CD204は、胸腺Mφ、脾臓の赤脾髄Mφ、リンパ節の洞内Mφ、肝のクッパー細胞、肺胞や肺胞壁のMφ、心、腎、膵、唾液腺、精巣他の間質Mφなどの全身に分布する多くの組織Mφに構成的に発現が認められた。また、アルツハイマー病の老人斑におけるミクロダリア、粥状硬化病巣の泡沫化Mφ、糖尿性腎症における糸球体Mφにも陽性で、変性脂質やAGE (advanced glycation end product)などの内因性の老廃物の取り込みにも関与するものと考えられる。破骨細胞や骨巨細胞腫に出現する多核巨細胞あるいはランゲルハンス細胞やinterdigitating cellなどの樹状細胞は陰性であったが、各分化段階の樹状細胞との反応性については、来年度に詳細な検討を加える予定である。

粥状硬化の検討では、CD204は脂肪線条におけるMφとともに、粥腫周囲のMφに陽性で、クラスBに属するCD36が粥腫中心部に陽性となるのに比し、対照的な分布を示した。組織学的にランゲルハンス細胞やinterdigitating cellなどの樹状細胞は陰性であったが、培養単球をGM-CSFおよびIL-4の共存下で樹状細胞への分化を誘導すると、未熟樹状細胞で約10%、成熟樹状細胞で約1015%にCD204の陽性所見が得られた。これらの結果を踏まえ、今後、CD204陽性樹状細胞と陰性樹状細胞の違い、樹状細胞におけるCD204の役割解明を行う予定である。
ASLを用いた頭頸部扁平上皮癌に対する放射線治療の治療効果予測

研究計画では,平成28年度前半に撮像パラメータの設定,平成28年度後半に画像データの取得を行う予定であった.しかしながらASLのパラメータ設定が難しく,ASLが撮像できても解析ソフトで定量値のTBF (tumor blood flow)が計算できないという状態が何度も起きたため,最終的に全ての撮像パラメータを設定し終わったのが,2016年12月末となった.2017年1月から画像データの取得を試みているが,2017年3月末の段階で,研究対象(頭頸部扁平上皮癌の放射線治療前)の患者の中で,本研究に同意した患者は一人もいない.平成28年度中にpseudo-continuous arterial spin labeling(pASL)のパラメータ設定・調整を終え,専用の解析ソフトでtumor blood flow(TBF)が計測できるようになった.このため,平成28年度末(2017年1月)から本研究の研究対象(頭頸部扁平上皮癌の放射線治療前)の患者に対して本研究の説明を行ってきたが,平成29年度末(2018年3月末)までに同意した頭頸部扁平上皮癌の患者はわずか4名であった.当院では未治療の頭頸部扁平上皮癌に対して放射線治療を行う頻度が低く,平成29年度中に同意患者の少なさに危機感を覚えたため,下記の通りに研究内容を変更することにした.当院では産婦人科により婦人科癌(子宮頸癌・子宮体癌・卵巣癌)を多く診療しているため,対象疾患を頭頸部扁平上皮癌から子宮頸癌に変更した.子宮頸癌は扁平上皮癌が占める割合が多く,頭頸部扁平上皮癌と同様に放射線感受性が高い腫瘍である.子宮頸癌が存在する骨盤内ではarterial spin labeling(ASL)およびdynamic-contrast enhanced(DCE)perfusionを撮像して腫瘍の血流を評価することが難しいため,撮像シーケンスを1intravoxel incoherent motion(IVIM),2diffusion kurtosis imaging(DKI)の2シーケンスに絞った.そして当初の計画通り,それぞれの患者に対して1治療前,220Gy終了時点,340Gy終了時点の3回のMRIを撮像することにした.平成29年度末(2018年3月末)までに本研究に同意された子宮頸癌の患者は22名であり,順調に症例数を増やしている.対象疾患の変更,撮像シーケンスの変更はあったものの,平成29年度末(2018年3月末)までに順調に症例数が増えており,平成30年度中に研究結果を発表できそうである.画像データが取得できなければ本研究の推進は困難を極めるため,研究分担者である放射線治療医・耳鼻咽喉科医に協力を仰ぎ,少しでも多くの患者にエントリーしてもらうように努力しているところである.画像データが取得できた段階で,ASLからTBF,IVIMからD,D*,f,DKIからK,DCE perfusionからTBFといったパラメータを算出して,どのパラメータが頭頸部扁平上皮癌の治療効果予測に有用であるかを検討する予定である.もう少し症例数が増えた段階で(目標は30症例),IVIMからD,D*,f,DKIからKといったパラメータを算出して,どのパラメータが子宮頸癌の早期治療効果予測に有用であるかを検討すると同時に,20Gy時点での超早期治療効果予測が可能であるかを検討する.平成28年度末に本研究の初期結果を学会報告する予定であったが,平成28年度末の時点で画像データを取得できていないため,平成28年度中に学会報告ができなかった.このため学会発表に関わる旅費などは平成29年度に持ち越すことにした.平成29年度中に本研究の初期結果を学会報告する予定であったが,症例数の登録が進まず,対象疾患を変更することになった.対象疾患を変更してからは順調に症例数が増えており,平成30年度には本研究の研究成果を学会報告する予定である.平成29年度に本研究の初期結果を学会報告する予定である.平成29年度に研究データの蓄積を推進し,平成30年度には本研究の最終結果を学会報告する予定である.
農業生産を知能化する幾何学的認識システムの開発

1.レーザーをセンサーとし、コンピュータでスキャンして3次元形状データを計測する方式で植物体を形状認識するシステムを開発した。2.計測された3次元形状データから、植物体や農産物のレンジイメージのデータベースを構築した。3.それらのデータベースを用いて、簡易に特徴を捉え、形状認識をポリゴンに基づくアルゴリズムでリアルタイムで推論する方法を検討し、そのアルゴリズムの開発を試みた。特に、最近の人工知能(AI)の成果を導入し、ニューラルネットワーク及びエキスパートシステムとを組み合わせた認識アルゴリズムを加えた。4.応用として、形状が特徴的な代表的農産物であるマスクメロン、リンゴ、トマト、イチゴ、キュウリ、ナス等に対して有効なアルゴリズムを開発した。また、生長する植物体の形状モデルの3次元データベースを作成し、有効な簡易アルゴリズムを開発した。5.同様に栽培施設などの建物や構造物の3次元データベースを作成した。6.それらのデータベースを有効利用するために、コンピュータで遠隔利用するシステムを検討し、LANやWANによる遠隔地からの相互利用を可能とした。7.バーチャル・リアリティー(VR)た関する技術を応用し、植物工場における生産性拡大のための空間配置の設計方法や、光合成の生産を最適化する畝間間隔を調整する機器の最適管理等の検討・支援が可能となることを明らかにした。8.以上から農業生産を知能化する幾何学的認識を実用化する基本的な問題が明らかになった。この研究成果は今後、関連する自動化やロボット化やコンピュータによる設計支援システムにおいて、極めて大きな貢献をするものと期待される。計測関係1.新たにロボットとレーザー計測器を組み合わせることにより、3次元形状データを計測するシステムを作成し、ワークステ-シュン(インディゴ2)を用いて画像処理を行った。現時点では、基礎的な計測および画像処理が可能となった。2.3次元デジタイザーを用いた植物の3次元形状計測のプログラムを作成した。現時点においては、3次元における単純形状の計測が可能となった。コンピュータ関係1.3次元画像処理のコンピュータ(インディゴ2)とアプリケーションを導入し、各種画像処理のためのプログラムを作成し、上記の計測を行った。また、現在も新たなるアルゴリズムとプログラムの研究を行っている。2.1のコンピュータを用いて計測した形状データをもとに、データベースを作成中である。3.知能化植物工場との接続は、インターネットのワールド・ワイド・ウェブ(WWW)を用いて、その効果的な利用の検討を行っている。WWWを用いた視覚からの効果は有効であるといえる。4.以上に述べた計測とコンピュータのために、多くの3次元画像のためのソフトウェアを作成した。また今後も研究が進むにつれて充実させていく予定である。1.研究の進展に整合させ、システムの画像入力の不足分を修正するため、電子カメラを付加し、対応するインターフェイスおよびコンピュータネットワーク間での画像データの転送に関わるソフト面の両面から一応の完成をみた。2.3次元における農産物のレンジイメージを、レーザ計測によりデータ収集した。具体的には、形状にそれぞれ特徴を有するものとして、トマト、ナスキュウリ、オレンジ、ピ-マン等について行った。3.3次元画像のレンジイメージはデータ量が膨大で、そのコンピュータ処理に膨大な時間を要し、とても実用に適さないので、形状認識し識別を簡易に高速に行えるポリゴンに基づく各種アルゴリズムを検討し、処理時間と精度を目安に、本研究のための基準化を検討した。4.シリコングラフィックのワークステイションに基づく上記の結果を参考に、パーソナルコンピュータで簡易的に3次元物体のリアルタイム計測・認識に利用できるシステムを検討し、農産物の実例を、レンジイメージではなく、ポリゴンでデータベース化した。5.この分野におけるAI(人工知能)導入の最近の傾向を考慮し、既知の農産物画像の形状認識のためにニューラルネットワークを導入し、より簡易に計測・認識できるアルゴリズムを検討した。以上から、全体的に当初の予定が充分達成されたと云える。次年度はこの実績に積み上げ、研究が完結するように努力していく予定である。

2.計測された3次元形状データから、植物体や農産物のレンジイメージのデータベースを構築した。3.それらのデータベースを用いて、簡易に特徴を捉え、形状認識をポリゴンに基づくアルゴリズムでリアルタイムで推論する方法を検討し、そのアルゴリズムの開発を試みた。特に、最近の人工知能(AI)の成果を導入し、ニューラルネットワーク及びエキスパートシステムとを組み合わせた認識アルゴリズムを加えた。4.応用として、形状が特徴的な代表的農産物であるマスクメロン、リンゴ、トマト、イチゴ、キュウリ、ナス等に対して有効なアルゴリズムを開発した。また、生長する植物体の形状モデルの3次元データベースを作成し、有効な簡易アルゴリズムを開発した。5.同様に栽培施設などの建物や構造物の3次元データベースを作成した。6.それらのデータベースを有効利用するために、コンピュータで遠隔利用するシステムを検討し、LANやWANによる遠隔地からの相互利用を可能とした。7.バーチャル・リアリティー(VR)に関する技術を応用し、植物工場における生産性拡大のための空間配置の設計方法や、光合成の生産を最適化する畝間間隔を調整する機器の最適管理等の検討・支援が可能となることを明らかにした。8.以上から農業生産を知能化する幾何学的認識を実用化する基本的な問題が明らかになった。以上から、全体的に当初の予定が十分達成された。
新しい生理機能画像の提案 : 二量子磁気共鳴画像法の開発

本研究は、新しい生理機能画像の先駆けとして、ニ量子フィルターNMR法とスペクトロスコピック画像法とを組み合わせることにより、生体内の「構造化」された水分子を選択的に画像化することを目的とした。1、二量子磁気共鳴画像法の開発二量子フィルターNMR法とスペクトロスコック画像法とを組み合わせることにより、生体内の「構造化」された水分子を選択的に画像化できる二量子磁気共鳴画像法を開発した。これは全く新しい測定方法であり、特に、スライス選択パルスの導入、化学シフト画像について、学会誌に報告を行った。2、組織の変性・修復過程による分子環境変化の画像化家兎アキレス腱断裂修復モデルを作成した。摘出下腿全体を測定できる25mm径H-1プローブと、スライス選択二量子磁気共鳴画像法を用い、断裂部の修復過程を磁場反転画像法を対照として、6ヶ月間経時的に測定を行った。一般臨床で用いられている磁場反転画像法に対応した二量子磁気共鳴画像データを採り、その対応関係を明らかにし、学会誌に報告した。3、変性・修復過程の結合水画像のin vivo測定家兎の筋腱移行部や関節軟骨のin vivo測定を行うために、30mm径H-1プローブを制作し調製を行った。摘出臓器測定に用いた25mm径プローブと比較しつつ、測定条件・測定精度・感度を評価した。人体への適用を前提とした基礎データを得ることができた。本研究は、新しい生理機能画像の先駆けとして、二量子フィルターNMR法とスペクトロスコピック画像法とを組み合わせることにより、生体内の「構造化」された水分子を選択的に画像化することを目的とし、以下の結果を得た。1、家兎筋鍵移行部の結合水画像の測定家兎より摘出した腓腹筋アキレス腱移行部組織を標本として、15mm径H-1およびH-2プローブ(自作)により、組織内の結合水の画像化を行った。テルアビブ大学との共同実験およびその後の研究により、完全なスライス選択二量子磁気共鳴画像法の開発に成功した。並行して、冠動脈を用い、荷重による組織構造の変化がどのように結合水の状態に変化をもたらし、二量子磁気共鳴画像法による結合水画像に変化をもたらすかを実験した。2、組織の変性・修復過程による分子環境変化の画像化家兎を用いアキレス腱断裂修復モデルを作成した。腱修復過程の測定のためには、下腿全体の測定が適切であるので、新たに、25mm径H-1プローブについて、スライス選択二量子磁気共鳴画像法の最適化を行った。摘出下腿を標本として、断裂部の修復過程を磁場反転画像法と二量子磁気共鳴画像法とで、経時的に測定しつつある。全経過が数カ月に及ぶために、未だ例数が少なく、現時点では詳細な報告を行えないが、1,999年夏前の実験終了を目指してデータ収集を行っている。一般臨床で用いられている磁場反転画像法に対応した二量子磁気共鳴画像データを採り、その対応関係を明らかにできるものと考えている。3、in vivo測定用35mm径H-1/H-2プローブの設計・作成・調整家兎の筋腱移行部や関節軟骨のin vivo測定を行うために、35mm径H-1およびH-2プローブの設計・作成・調整に取りかかっている。摘出臓器測定に用いた25mm径プローブと比較しつつ、測定条件・測定精度・感度を検討中である。本研究は、新しい生理機能画像の先駆けとして、二量子フィルターNMR法とスペクトロスコピック画像法とを組み合わせることにより、生体内の「構造化」された水分子を選択的に画像化することを目的とした。1.二量子磁気共鳴画像法の開発二量子フィルターNMR法とスペクトロスコピック画像法とを組み合わせることにより、生体内の「構造化」された水分子を選択的に画像化できる二量子磁気共鳴画像法を開発した。2.組織の変性・修復過程による分子環境変化の画像化

家兎アキレス腱断裂修復モデルを作成した。摘出下腿全体を測定できる25mm径H-1プローブと、スライス選択二量子磁気共鳴画像法を用い、断裂部の修復過程を磁場反転画像法を対照として、6カ月間経時的に測定を行った。一般臨床で用いられている磁場反転画像法に対応した二量子磁気共鳴画像データを採り、その対応関係を明らかにし、学会誌に報告した。3.変性・修復過程の結合水画像のin vivo測定家兎の筋腱移行部や関節軟骨のin vivo測定を行うために、30mm径H-1プローブを製作し調整を行った。摘出臓器測定に用いた25mm径プローブと比較しつつ、測定条件・測定精度・感度を評価した。人体への適用を前提とした基礎データを得ることができた。
国際経営戦略におけるデザイン思考の組み込み

国内外での関連図書を収集・読解し、論点の整理を行うとともに、国内の関連施設を訪問し、知見を高めた。成果としては、まず海外でどのような視点で研究されているのかを確認するために『デザインドリブン・イノベーション』という英書を翻訳し、出版した。次に共同論文を毎年、執筆し、2012年2014年の間に7本を大学の紀要に掲載した。こうした論文の定期的な公表を行うことで、ピアレビューを受けることができ、研究での欠如した部分を明確にすることができた。そうした不足点を補い、2014年9月に完成させたのが『デザイン・バイ・マネジメント』という共著である。最終年度の2015年には結論的な単著論文を1本公表できた。「国際経営戦略におけるデザイン思考の組み込み」という研究課題は、大きく分けて国際経営(及びグローバルビジネス、多国籍企業など)とデザイン思考(及びデザインマネジメント)という2つの分野から構成されるものである。その目的は、経営資源としてこれまでは十分な活用ができてこなかったデザインのもたらす価値を認め、その価値を最大限に活かせるような国際経営戦略を策定し実施することが、企業に持続的な競争優位を与えるということを示すことにある。そのための取り組みとして、昨年度に引き続き、上記2分野の文献を幅広く収集し読解するという文献サーベイを行ってきた。この研究課題と密接に関連してくる領域には、イノベーション、ブランディング、経験経済ないし経験価値などがあり、それらに関する文献にもあたった。その成果の一部となる研究実績は、次に挙げる4本の論文である。「ファンタジー経済とデザインのWowファクターに関する考察」(共著『立命館経営学』第52巻第1号2013年5月pp.27-51.)「現代消費社会のサードプレイス」(『東海大学紀要政治経済学部』第45号2013年9月pp. 127-147.)「コラボレーション経済におけるデザインとブランドの関係性」(共著『立命館経営学』第52巻第2・3号2013年11月pp.359-383.)「多国籍企業への多様なアプローチ」『埼玉学園大学紀要経済経営学部篇』第13号2013年12月pp.61-73.)。また、文献サーベイに留まらず、資料収集・施設訪問・消費現場の視察等の目的で、各地を回った。具体的な訪問先は京都(5月、2月)大阪(6月、11月)名古屋(7月、9月)静岡(9月)長野(9月)岡山(12月)静岡(3月)兵庫(3月)の8県に、のべ12回である。これらの出張において知り得た貴重な知見やマテリアルは、上記4本の論文にて用いているとともに、次年度以降の研究においても有益に使用していけるものである。研究課題の2つの大きな主題である「国際経営戦略」及び「デザイン思考」に関する文献を収集し、整理する作業を行った。この文献サーベイを通じて、国際経営戦略研究とデザイン思考(デザインマネジメント研究の1部分)の接続点を探ることに努めた。この結果、両研究分野の接続を可能にするのはイノベーション、経験価値マネジメント、クリエイティビティ・マネジメント、ビジネスモデル、ブランド戦略といった領域であることが分かり、それらを構成要素とする「国際経営戦略におけるデザイン思考の組み込み」についてのフレームワークづくりを行っている。こうした文献サーベイとともに、デザイン思考に関する資料収集・研究者との意見交換・施設訪問・消費現場の視察等の目的で、長野・名古屋・京都・大阪・神戸・倉敷を訪問した。これらの出張から得た知見は日本発の国際経営戦略ないし日本独自のデザイン思考を検討する上で貴重なマテリアルとすることができる。本年度での成果としては、3種類のものを挙げることができる。1つはミラノ工科大学のロベルト・ベルガンティ教授の著作の翻訳書を出版したことである。『デザイン・ドリブン・イノベーション』(同友館より2012年7月に初版発行。1,200部。ISBN978-4-496-04879-1)がそれである。いま1つは国際経営戦略に関して「国際的企業家の肖像」という論文を公表したことである(『埼玉学園大学紀要経営学部篇』第12号、2012年12月、pp.7384)。また1つは立命館大学経営学部・八重樫文准教授との共著論文を2本公表したことである(「グッドデザインによるビジネスモデルの構築に関する考察」『立命館経営学』第51巻第1号、2012年5月、pp.5982。「イノベーションとデザインマネジメントとの関連性についての考察」『立命館経営学』第51巻第2・3号、2012年9月、pp.4766)。本研究課題「国際経営戦略におけるデザイン思考の組み込み」は「デザインマネジメント(ないしデザイン戦略)」と「国際経営(ないし国際ビジネス、グローバル企業)」という2つの研究分野の接合点を求めるために取り組んでいる。昨今、デザインを経営資源として最大限に活用することで国際ビジネスを展開している企業が収益力やブランド力を高めている。主に欧米企業において顕著である。そうした企業の実例を捉えながら、そこに見られる共通した戦略を示すことで、今後海外展開をしていく企業(特に日本企業)の指針とすることが目的である。

具体的な研究の取り組みとしては、昨年度同様、洋書を中心とした文献サーベイを主として進めた。デザインマネジメントと国際経営に関する図書・論文以外にも、関連分野であるイノベーションやブランドマネジメント、顧客経験、多国籍企業等についての資料も集めた。そうした研究成果の一部として、今年度では次に挙げるようなものがある。『デザイン・バイ・マネジメント』(共著、青山社、9月、ISBN978-4-88359-326-2)、『グッチの戦略』(共著、東洋経済新報社、10月、ISBN978-4492502587)、「現代消費社会のディズニー化」(単著『東海大学紀要政治経済学部』第46号、9月、pp.63-82)、「デザインによるブランディングに関する考察」(共著『立命館経営学』立命館経営学会、第53巻第1号、5月、pp.53-74)「デザイン・ドリブン戦略による企業成長」(共著『名古屋学院大学論集社会科学篇』第51巻第1号、7月、pp.153-163)。また、資料収集・施設訪問・研究者との意見交換・消費現場の視察のため、大阪、岐阜、愛知、京都、岡山、静岡、兵庫に出張した。これらの出張において入手した資料は、公表済みの論文に用いた。また、次年度の研究においても使用する。「国際経営戦略におけるデザイン思考の組み込み」という研究課題のもと、各種関連施設を訪問したり、各県の販売現場での顧客トラッキングから知見を得たり、洋書を中心とした文献サーベイから論理展開を見出したりすることに注力してきた。最終年度にあたる本年度では、こうした研究活動の取りまとめとなる論文を執筆した。本研究の根底にある大きな問題意識が「デザインマネジメント(ないしデザイン戦略)」と「国際経営(ないし国際ビジネス、グローバル企業)」という2つの研究分野の接合点は何処に在るか?というものであり、それを探り出す内容の論文となっている。一般にデザインとビジネスは、右脳型・左脳型という区別で理解がなされる。創造的な活動を行うデザイナーは感性に長けているので右脳型であり、数字的データに基づき論理的に考えるマネジャーは左脳型であると見なされる。つまり定性的調査を好み、自らの活動をアートと捉えるデザイナーとは正反対に、定量的調査を重視し、自身の活動はサイエンスであると見なすマネジャーが存在しているのである。こうした両者のコンビネーションにより、グッドビジネスやグッドデザインが登場する。それをつなぎ合わすことができるのが「デザイン思考」という人間中心のイノベーションを実現するための方法論である。デザイン思考は現在、ビジネス思考において最も影響力のある新しいトレンドとして注目される。このデザイン思考は統合思考(インテグレーティブ・シンキング)に基づいたイノベーティブプロセスをたどるので、ニーズやビジネス機会を発見でき、問題を解決できる。特にニーズの中でも「外側のニーズ(manifest needs:満足できうるもの)」ではなく、「内側のニーズ(latent needs:顧客が未だ気づいていない真のニーズ)」を明らかにすることができる。
北米における日系移民文学の変遷:19世紀末から1940年代にかけて

本研究の目的は、日本語・英語の両方で書かれ、多様性を有する日系アメリカ人の文芸活動の変遷を総合的に捉えることである。研究対象地域は、初期移民地の頃から文芸活動が継続的に盛んであった西海岸とし、歴史的連続性を見るという立場から、文芸活動の始まった19世紀末から1940年代までの比較的長い時間を取り扱う。その際、変わりゆく日米関係や日系社会の状況下で作家・文芸人が模索した文学がどのようなものだったのかに留意するものである。以上の問題意識にもとづき、1.初期移民地から1920年代2.1920年代から1930年代3.強制収容期(1941年から1945年)4.戦後と時代区分した。1.に関しては昨年度小論にまとめた。本年度は2から4.を小論にまとめることに集中した。論文作成の過程で資料の整理、分析、インタビューの文字化などを並行して行った。研究成果の一部を『社会システム研究』第14号で発表予定である。これまで日本語・英語の両方の文芸活動を日系アメリカ史、または日米関係史に沿って総合的に捉える研究は筆者の知る限りほとんどなされていなかった。本研究を進めたことで、これまで見過ごされてきた日本語による文学活動と英語による文学活動の関係性や連続性が明らかになったと思われる。戦後のアジア系アメリカ文学の興隆により、日系日本語文学の存在は影を潜め、日系アメリカ文学の起源として意識されることが少なかったように考えられるが、戦後の日系英語文学の発展の下地には戦前からの日系日本語文学の基盤があるということが明確になったと思われる。本研究の目的は、19世紀末から1940年代にかけての日系アメリカ人の文芸活動の変遷を日本語文学・英語文学の両方を視野に入れ、明らかにすることである。21年度の研究計画は、19世紀末から1930年代までを扱うものであった。予定していた研究はほぼ遂行することができた。まず、19世紀末から1920年代においては、次の通りである。1.初期移民地における日本語新聞の文芸欄のあり方についての考察。2.移民地の文芸活動と日本文学との関連についての考察。3.翁久允をはじめとする初期移民地において活躍した文芸人の活動の詳細を明らかにする。これらの成果をアメリカ文学会関西支部の6月例会にて発表し、小論にまとめた。次に1930年代においては、以下の通りである。1.詩人加川文一とイヴォール・ウィンタースとの交友関係、詩集Hidden Flameの出版背景を明らかにするための資料調査(スタンフォード大学にて)。2.トシオ・モリとウィリアム・サロイヤンの交友関係、1930年代に出版された文芸雑誌について明らかにするための資料調査(カリフォルニア大学バークレー校、ロサンゼルス校にて)3.1930年代の二世の文芸雑誌Current Lifeの入手とその分析。これらの成果をアジア系アメリカ文学研究会1月例会にて発表した。また、トシオ・モリについては、小論にまとめ『社会システム研究』に投稿した。他、1940年代について、1.強制収容所内で発行された二世の英語文学雑誌Trek, All Aboardの入手と分析、2.帰米二世を中心に収容所内で発行された日本語文学雑誌『鉄柵』の分析。これらの成果をマイグレーション研究会12月例会で発表した。全体的に21年度の研究では、これまで扱われることが極めて少なかった資料をアメリカの大学などで収集し、これまで不明瞭であった文学活動の内容をできる限り具体的に示して、文芸活動の変遷にみられる個々の文芸人たちの葛藤なども明らかにすることができた。
１８－１９世紀転換期における経済学のイングランドへの転位─ケンブリッジを中心に

本研究は以下の三点を明らかにした。1ケンブリッジ大学(以下「C」)の経済学講義のモデルとなったエディンバラ大学(以下「E」)のそれは、仏革命期の反動的な空気によって条件付けられており、このことは、革命前のCで展開されていた経済論を含む道徳哲学が革命後直面した困難に相通じ、Cの大学人たちがEの経済学講義に関心を示した所以を説明する。2E出身のマカロクが1824年にロンドンで行った講義は、ブリテンの経済学「正統派」の形成を告げるものであり、こうした観点から、その後のCにおける「正統派」批判および初代教授の誕生が理解できる。3Cにおける「正統派」を巡る対立は、形を変えながら1840年以降も続く。18世紀から19世紀にかけてのケンブリッジ大学における経済学の有り様を探る本研究の二年目として、主に二つのものを対象として研究を行った。ひとつは、19世紀ケンブリッジで行われた道徳科学トライポスに包摂されるものとしての経済学講義および道徳哲学講義である。具体的には、慶應義塾大学三田図書館に所蔵されている、ジョージ・プライム(George Pryme)の経済学講義ノートおよびウィリアム・ヒューウェル(William Whewell)の道徳哲学講義が分析担当である。すでに前年度(2012年度)に前者単独での分析は行っていたが、当該年度(2013年度)では後者の分析およびそれとの関連において前者の分析を行っていった。両者は以前より経済学方法論において対立する関係にあったことから、作業仮説として両者のそうした対立が浮き彫りになるのはではないかと想定して分析を進めたが、実際には両者の講義内容は交錯するところがほとんどなく、むしろトライポス内の両科目の独立性を明らかにすることとなった。これらの分析結果については、口頭報告を複数回行ったのち、学術雑誌への投稿を行った(本報告書執筆時点では、査読結果は戻って来ていない)。もうひとつは、19世紀初頭のケンブリッジの知的世界における中心人物たるジョン・ハーシェル(John Herschel)の往復書簡の検討である。特に、経済学者リチャード・ジョーンズ(Ricardo Jones)との交流に焦点を当て分析を進めているが、まだ緒に就いたばかりであり、はっきりとした分析結果が得られるところまで進んでいないのが現状である。18世紀から19世紀にかけてのケンブリッジ大学における経済学の有り様を探る本研究の初年度として、主に二つのものを対象として研究を行った。ひとつは、18世紀ケンブリッジで行われた道徳哲学講義における経済に関する言説である。具体的な史料としては、ケンブリッジ大学のシドニーサセックスカレッジに所蔵されている、ジョン・ヘイ(John Hey)の講義録を分析の対象とした。従来の思想史研究において、この講義録がほとんど取り上げられることはないままに、ヘイはペイリーやワトソンらの同時代人たちと十把一絡げに取り扱われてきた。上記の講義録はそうした従来のイメージを大きく塗り替える可能性のある史料であり、また実際、例えばペイリーの経済論とは人口の取り扱い方などで、大きく異なるものであることが判明した。もうひとつは、19世紀ケンブリッジで行われた道徳科学トライポスに包摂されるものとしての経済学講義である。具体的には、慶應義塾大学三田図書館に所蔵されている、ジョージ・プライム(George Pryme)の講義録を分析の対象とした。管見の限り、本史料は従来の研究ではまったく知られることのなかった新史料であり、また分析の結果、リカードウやミルなどの古典派経済学の祖述を超えた興味深い内容を含むものであった(この分析結果は、'The Figure of Ricardo in Mid-Nineteenth-Century Cambridge'として、International Ricardo Conference "After Ricardo," 2012年9月3日,明治大学において口頭報告)。18世紀から19世紀にかけてのケンブリッジ大学における経済学の有り様を探る本研究プロジェクトの最終年度(三年目)として、以下のような研究を行った。前年度(二年目)に、1850年代にケンブリッジ大学で行われた経済学講義および道徳哲学講義の内容を分析しこれをまとめた論考を、国際学術雑誌に投稿したところ、いくつかの点に関して改稿を求められることとなった。主要なものとして、制度論的アプローチ(とりわけ、大学制度に関連して)をとっていながら経済学の定義が余りにも狭くアナクロニスティックであること、また、1848年におけるケンブリッジ大学道徳科学トライポス設立に至る経緯や設立後の運用について未だ多く点が不明であること、という指摘がなされた。本年度この改稿要求に対応すべく、前者については、同時代の他大学における経済学講義の内容についても一次文献・二次文献を渉猟・分析し、当時の経済学の有り様をより広く捉えることに努めた。

この研究成果については、上記論文の改稿に反映させるとともに、その成果の一部を含む口頭報告を、経済学史学会第78回全国大会(2014年5月、於立教大学)および北米経済学史学会第41回大会(2014年6月、於モントリオール)で行った。また後者については、2015年2月に渡英し、ケンブリッジ大学図書館およびトリニティカレッジ図書館で資料調査を行い、これまで不明であった制度運用上の諸点を明らかにした。これらの研究成果を盛り込むべく上記の論考を改稿し再投稿を行った。現在(2015年4月時点)、掲載の可否について連絡を待っているところである。経済学史研究計画遂行がやや遅れていると評価する。当初の計画では、初年度(2012年度)にイギリスでの資料調査旅行を行う予定であったが、研究代表者の所属研究機関移籍に伴う繁忙のため、実施できなかった。二年目の当該年度(2013年度)には、その遅れを取り戻すべく、研究計画を若干変更し研究を遂行したものの、初年度の遅れを取り戻すにはまだ十分とは言えない状況である。研究計画遂行がやや遅れていると評価する。所期の計画では、当該年度(2月)にイギリスでの資料調査旅行を行う予定であったが、研究代表者の所属研究機関移籍に伴う繁忙のため、実施できなかった。このことを最大の理由として、研究計画遂行がやや遅れている。初年度(2012年度)・第二年度(2013年度)に予定していたが実施できなかったイギリスでの資料調査旅行を最終年度(2014年度)に行う。また、すでに得られた分析結果については、北米経済学史学会にて口頭報告を行う予定である。初年度(2013年度)に予定していたが実施できなかったイギリスでの資料調査旅行を補うべく、マイクロフィルムなどの媒体で史料を購入するよう、研究計画を若干修正する。これらの史料の分析結果は、初年度に得られた分析結果と併せて、国内外の学会で発表する予定である。2013年には、北米経済学史学会にてこれを行う予定である。図書資料を購入する予定であったが、所属研究機関ですでに利用可能な状態であったため、未使用額が発生した。イギリスへの資料調査の出張旅費に充当する予定である。以下の費目に使用することを計画している。1)物品費(マイクロフィルム等史料)¥450,0002)旅費(北米経済学史学会での研究報告)¥350,0003)謝金(英文校閲)¥200,0004)その他(印刷費・複写費等)46,687
麻痺性貝毒の迅速、簡便、高感度な新しいモニタリング法の開発

麻痺性貝毒(PSP)の公定法であるマウス毒性試験法は、動物を用いた試験であるため、多検体の分析には費用及び労力を要する。従って、二枚貝中のPSPのモニタリングに際しては、マウス毒性試験法に先立つスクリーニング法として、迅速、簡便、高感度な多検体同時分析が可能な酵素免疫測定法(ELISA)を、二枚貝中のPSPの定性分析に用いることが有効であると考えられる。そこで、前年度、開発に成功したモノクローナル抗GTX2/3抗体を使って、直接競合ELISAによるPSPの測定系(PSP-ELISA)を構築し、その検出感度について検討した。その結果、GTX2/3、dc-GTX2/3、C1/C2、GTX1/4、STX及びneoSTXに対する検出下限値は、それぞれ0.15、0.18、0.19、1.09、1.50、22.93ng/mlと見積もられたことから、PSP-LISAは、公定法に従って調製された二枚貝抽出液を100倍に希釈した場合でも、neosTx以外のPSP成分は、二枚貝におけるPSPの安全基準値(801μg/むき身100g)以下の濃度で検出できることが明らかとなった。ELISAによる二枚貝中のPSPの定性分析では、全てのPSP成分を安全基準値以下の濃度で検出できることが重要である。しかし、PSPは非常に多くの成分から成るため、1つのELISAで全てのPSP成分を定性分析することは、非常に困難であると考えられる。今回、実験に使用したPSPの各成分(GTX2/3、dc-GTX2/3、C1/C2、GTX1/4、STX及びneoSTX)は二枚貝中で検出される主要なPSP成分であるが、それらの中のneoSTX以外の全てを安全基準値以下の濃度で検出可能なPSP-ELISAは、二枚貝中のPSPの定性分析法の1つとして有用であると考えられた。本研究の目的は、麻痺性貝毒(PSP)の高感度なモニタリング法として、酵素免疫測定法(ELISA)を開発することであるが、そのためには、ELISAは抗原抗体反応を利用した分析系であるため、抗PSP抗体が必要となる。現在、PSPには19種類の誘導体の存在が知られているが、それらはN1-Hトキシン群とN1-OHトキシン群に大別される。そこで、まずN1-Hトキシン群に対するELISA分析系を開発するために、N1-Hトキシン群を幅広く認識できるモノクローナル抗体の作出を試みた。免疫原は、N1-Hトキシンの1つであるGTX2/3を用いた。しかし、GTX2/3を初めとするPSPは、いわゆるハプテンであるので、単独では免疫原性を持たない。そこで、ホルマリンを使ってGTX2/3をヘモシアニン(KLH)に結合させることにより、GTX2/3に免疫原性を付加した。そして、得られたGTX2/3-KLH複合体を免疫したマウス群の中から、抗GTX2/3抗体産生マウスを選抜し、これの脾臓細胞とマウスミエローマ細胞(P3X63-Ag8-U1)を細胞融合することにより、モノクローナル抗GTX2/3抗体を産生するハイブリドーマ細胞GT-13A株の樹立に成功した。次いで、このGT-13A株が産生するモノクローナル抗GTX2/3抗体のN1-Hトキシン群に対する反応性を分析した。その結果、本抗体はN1-Hトキシン群(GTX2/3、STX、C1/C2 toxin)に対して幅広い反応性を示した。また、本抗体を用いたELISAを使ってGTX2/3標準品を分析した結果、その分析感度はPSP分析の公定法であるマウス試験法より約500倍優れていた。以上の結果から、本抗体は、試料中のN1-Hトキシン群を高感度に分析するためのELISAの開発に有用であると考えられた。

今回、実験に使用したPSPの各成分(GTX2/3、dc-GTX2/3、C1/C2、GTX1/4、STX及びneoSTX)は二枚貝中で検出される主要なPSP成分であるが、それらの中のneoSTX以外の全てを安全基準値以下の濃度で検出可能なPSP-ELISAは、二枚貝中のPSPの定性分析法の1つとして有用であると考えられた。
大気圧プラズマと水溶液ミストを用いた機能性無機酸化物薄膜の合成と評価

本研究では大気圧プラズマと噴霧ミストという従来では考えられない組合せにより、高品質の機能性薄膜を低コストで簡便に合成する方法を開発することを目的とし、以下の研究成果を得た。大気圧プラズマを発生させるパイプ型プラズマ管として管外径6mm、管内径4mmの石英管に幅6mm、厚さ0.2mm、長さ30cmの銅板電極を螺旋状に巻いたものを作製して使用した。本薄膜作製法の基本的性質を検討するため、大気圧プラズマを発生させるガスとしてヘリウムガスおよびアルゴンガスを用い、薄膜原料として硝酸亜鉛水溶液を用いて配向性酸化亜鉛薄膜の合成について検討した。その結果、基板温度が100200°Cでc軸配向性酸化亜鉛薄膜を作製できることが分かった。配向性の薄膜を作製するためにはプラズマガスとしてアルゴンを用いることと、中間加熱炉でミストを水蒸気にした後0°C以下の冷媒を循環した冷却管を用いて水蒸気をできる限り除去することが非常に重要であることが分かった。今後本方法により他の材料、特に多成分系薄膜の作製を試みる予定である。また、大気圧プラズマの代わりに抵抗加熱炉(300500°C)を用いて薄膜作製を試みたところ、プラズマの効果は気相中の粒子の粉砕作用(スパッタ)であると考えられた。そこで上記の研究と並行して大気圧アルゴンプラズマを用いた大気圧スパッタ法による薄膜作製を試みた。放電管の内部に酸化亜鉛を塗布し、アルゴンガスを送りながら高周波電力を印加すると、放電管出口に設置した加熱ガラス基板(100400°C)上にc軸配向性酸化亜鉛薄膜が生成した。この方法は作製しようとする無機酸化物材料を原料として用いられるので、原料の調達や毒性の点でも優れた薄膜作製法に発展するものと考えられる。1.水溶液のミストと大気圧プラズマを組み合わせた本方法の基本的な性質を把握するため,硝酸亜鉛水溶液を用いた酸化亜鉛薄膜の作製をおこない,以下のことがわかった。(1)大気圧ヘリウムプラズマ(ガス温度は300°C以上と考えられる)を用いる場合には,基板温度が400°C以上で無配向性の酸化亜鉛膜が生成する。また,プラズマ管の内壁にも薄膜が生成する。(2)大気圧ヘリウムプラズマの代わりに抵抗加熱炉(100300°C)を用いると粉体のみが生成する。(3)ヘリウムプラズマも抵抗加熱炉も用いずに,ミストを含む室温の反応ガスを,大量に直接基板に吹き付けると,基板温度が300°C以上で毛糸を編んだような粗い網目状の薄膜が生成するが,生成膜の厚さは反応時間を長くしても0.1μm以上にはならない。プラズマは,プラズマ中での粒子の成長を抑制する機能を持ち,基板に対するプラズマのエッチング効果のため,基板温度はある程度高くないと薄膜が生成しないものと考えられる。2.多成分系材料として,ヘリウムプラズマあるいは抵抗加熱炉を用いて,鉄-亜鉛系の磁性膜の作製を試み,以下のことがわかった。(1)ヘリウムプラズマを用いた場合には,基板温度が600°C以下では膜は生成しない。(2)単に抵抗加熱炉を用いると粉体のみが生成する。(3)ミストを含む室温の反応ガスを,大量に直接基板に吹き付けると,基板温度が300°C以上で薄膜が生成し,基板温度が600°Cで鉄-亜鉛系フェライト膜が生成する(X線回折分析)。