hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
組織多様性を示す脳神経膠腫におけるgenotypeと治療反応性に関する研究

本研究は、形態学的に多彩な組織像を呈するglioblastomaが、遺伝子変異の点でも多様性を示すと考えられ、再発、悪性転化という治療を考えるうえで重要な因子でありながら、そのメカニズムや臨床病理学的意義について十分な解析がいまだ行われていない点に着目し、組織像と遺伝子変異との関連を解析することを目的とする。【研究の成果】臨床病理学的な診断には遺伝子解析も必要な場合もあり、組織像ごとの遺伝子解析が今後の治療法に反映される可能性が示唆された。本研究は、形態学的に多彩な組織像を呈するglioblastoma (GB)が、遺伝子変異の点でも多様性を示すと考えられ、再発、悪性転化という治療を考えるうえで重要な因子でありながら、そのメカニズムや臨床病理学的意義について充分な解析がいまだ行われていないことに着目し、治療法の選択やgliomaの発生・悪性転化の機序を解明することを目的とした。本研究は、形態学的に多彩な組織像を呈するglioblastomaが、遺伝子変異の点でも多様性を示すと考えられ、再発、悪性転化という治療を考えるうえで重要な因子でありながら、そのメカニズムや臨床病理学的意義について充分な解析がいまだ行われていない点に着目し、組織像と遺伝子変異との関連を解析することを目的とする。
ブロイラ-雛における行動と肉質改善に関する研究

1.ブロイラ-雛における脚弱の発生やうずくまり姿勢の頻度を減少させ、脂質過剰蓄積や肉質低下を防止できるような管理方法を策定しようとして、雛の行動と肉質におよぼす飼育密度の影響について検討した。2.ブロイラ-専用種雄および雌雛を、無窓鶏舎内、平飼い条件で育成した。2週齢時に雄・雌雛とも3区に分け、それぞれ6羽/m^2、12羽/m^2および18羽/m^2の飼育密度で8週齢まで飼育した。飼料および水は自由摂取とし、照明は終日点灯とした。3.脚弱の発生はほとんど無く、飼育密度間における違いは認められなかった。また、胸肉汚染の発生は観察されなかった。4.1日の移動距離合計は雄雌ともに4週齢時の方が8週齢時よりも大きく、また両週齢時ともに飼育密度が低いほど移動距離は大きいことが観察された。5.うずくまり姿勢の観察頻度は全ての飼育密度で高く、特に8週齢時の全ての飼育密度で雄では全観察回数の90%以上であったが、飼育密度の影響は認められなかった。6.腿肉重量の体重比は雄雌とも4週齢時では飼育密度が低いほど大きかったが、他の週齢では飼育密度の影響は認められなかった。胸肉および腹腔内脂肪重量の体重比には飼育密度の影響は観察されなかった。7.腿肉の粗脂肪含量は4週齢の雌において飼育密度が低いほど低下することが認められた。胸肉の粗脂肪含量は全ての週齢において飼育密度が低いほど低下する傾向が認められた。8.飼育密度は若齢時のブロイラ-雛の移動距離、腿肉重量および粗脂肪含量に影響することが認められたが、週齢が進むに伴いその影響は明らかではなくなった。
高齢者歯科治療時のリスク改善に効果的な精神鎮静法の応用方法の確立

本研究の目的は、全身状態の変化をリアルタイムかつ鋭敏に測定するための新規開発自律神経活動モニターシステムを用いて、歯科治療時の様々な治療が全身状態に及ぼす影響と、その治療時のストレス軽減方法として種々の精神鎮静法の効果について評価を行うこと、それらの結果から高齢者歯科治療時のリスク改善に効果的な応用方法を確立することである。まず前年度までに、健全な若年成人ボランティアを被験者として、歯周治療や印象採得など種々の歯科治療が精神的ストレスに及ぼす影響を評価するとともに、そのストレス軽減効果として歯科外来領域でも応用可能な精神鎮静法である音楽鎮静、アロマテラピー、抱擁の効果について検討を行った。本年度では、これらの精神鎮静法のさらに効果的な応用方法を検討するために、その併用効果についてさらに評価を行った。具体的には、健全な若年成人ボランティア15名(男性10名、女性5名)を対象とした同一被験者に対して歯周ポケット検査、スケーリングを行った際に精神鎮静法を行わない非精神鎮静群、音楽鎮静法を行う音楽鎮静群、アロマテラピーを行うアロマテラピー群、アロマテラピーと音楽鎮静法の両方を行う併用群の4群を設け、その際の血圧・心拍数および自律神経活動を評価した。また、処置前後の不安感についてVASによる評価を行った。その結果、血圧・心拍数およびVASは、各処置段階で4群間に有意差は認められなかったが、自律神経活動は非精神鎮静群で歯周ポケット検査時およびスケーリング時に処置前座位時より有意に低い値を示した。一方、音楽鎮静群、アロマテラピー群、併用群の3群では処置前に非精神鎮静群に比べて有意に低い値を示し、3群間に有意差はなかった。以上より、音楽鎮静法やアロマテラピーは同程度に処置前のストレスを軽減することができたが、併用してもさらに効果を高めることはできないと考えられた。本研究の目的は、新規開発自律神経活動モニターシステムを用いて高齢者歯科治療に対する種々の精神鎮静法の効果を評価することで、安心・安全な高齢者歯科診療の確立することである。本年度は、まず補綴治療の一つであるアルジネート印象材を用いた印象採得が自律神経活動(LF/HF:交感神経活動の指標)に及ぼす影響について成人ボランティア(20歳代の歯科研修医12名)を対象に検討を行った。その結果、恐怖心のない被験者の多くは、交感神経活動の上昇は見られなかったことから、測定期間を通じて強いストレスは感じていなかったことが示唆された。ただし、印象採得中よりも印象前の方が、交感神経活動が高い傾向がみられたことから、処置自体よりも精神的なストレスの方が大きい可能性が示唆された。一方、恐怖心の強い被験者では、測定期間を通じて高い交感神経活動が持続した。血圧や唾液アミラーゼは測定期間を通じて大きな変化は認められなかった。次に、高齢患者(北海道大学病院歯科診療センターに通院中の60歳以上の患者,男性4名,女性6名)に対して局所麻酔および超音波スケーラーを用いたスケーリングを行った際の血圧、心拍数および自律神経活動の変化について健全な若年成人ボランティア(20歳代の歯科研修医10名)と比較して検討を行った.それらの結果から、血圧および心拍数は、全ての段階で大きな変化は認められなかった。一方、交感神経活動は若年成人では処置開始前に最も高い値を示し、補綴治療時と同様に侵害刺激よりも精神的なストレスの方が全身状態に影響を及ぼす可能性が示唆された。一方、高齢患者では処置中も交感神経活動が上昇する患者が多いことが明らかとなった。このことから高齢患者では治療時の侵害刺激や麻酔薬に含まれるエピネフリンが全身状態に影響を及ぼしている可能性が示唆された.本年度の目標は、高齢患者への種々の歯科診療を行った際の自律神経活動の変化を測定して歯科診療が高齢者に及ぼす影響について評価を行っていくことであった。これまでに局所麻酔や超音波スケーラーなどの保存治療およびアルジネート印象材を用いた印象採得による補綴治療が自律神経活動に及ぼす影響について評価を行い、種々の歯科診療時のどの段階で被験者がストレスを感じているかについても検討することができたが、実際には、まだボランティアを対象にした評価が中心であり、高齢者を対象とした症例数が不足している。本研究の目的は、新規開発自律神経活動モニターシステムを用いて高齢者への歯科治療時における種々の精神鎮静法の効果を評価するとともに、安心・安全な治療方法を確立することである。前年度は成人ボランティアを対象とした超音波スケーラーを用いたスケーリングおよびアルジネート印象材を用いた印象採得を行った際の自律神経活動(LF/HF:交感神経活動の指標)に及ぼす影響について評価を行ったが、本年度は歯科治療時のストレス軽減方法として、音楽鎮静法や嗅覚療法および抱擁効果の影響について介入研究によりリスク改善因子について評価、検討を行った。具体的には、成人ボランティアに対して歯周ポケット検査およびスケーリングを行った際にリラックス効果があるとされているヒーリングミュージックをヘッドホンを用いて聴かせる音楽鎮静法、あるいはアロマデイフューザーをデンタルユニットにおいて香りによりリラックスを図るアロマセラピーを用いて、その影響を評価した。さらに、北海道大学病院歯科診療センターに通院する患者に対して義歯作製行程の一つである印象採得がどの程度のストレスを与えているかを検討するとともに、特に治療に不安を抱いている患者層に精密印象採得を行う際に、人型クッションの抱擁によるストレス緩和方法が有効であるかを検証した。

それらの結果から、歯周ポケット検査およびスケーリング時において音楽鎮静法およびアロマセラピーを行うことで、処置前に上昇する傾向のある交感神経活動を抑制させる効果があることが示唆された。本年度以降の目標は、高齢者歯科治療時における介入研究によりリスク改善因子を検討する上でストレス軽減方法として精神鎮静法の一つである音楽鎮静法についてまずその有効性を様々な歯科治療下で評価することであった。これまでに成人ボランティアに対して歯周ポケット検査およびスケーリングを行った際の音楽鎮静法の影響について評価を行い、歯科診療時のどの段階でストレス軽減効果をもたらすのかを詳細に検討することができた。さらに次年度行う予定であったアロマセラピーや抱擁効果による他の精神鎮静法についても様々な歯科治療時において評価を始めることができたため、この点については当初の計画以上の進展であったが、対象とする高齢患者に対しての評価が遅れている。本研究の目的は、全身状態の変化をリアルタイムかつ鋭敏に測定するための新規開発自律神経活動モニターシステムを用いて、歯科治療時の様々な治療が全身状態に及ぼす影響と、その治療時のストレス軽減方法として種々の精神鎮静法の効果について評価を行うこと、それらの結果から高齢者歯科治療時のリスク改善に効果的な応用方法を確立することである。まず前年度までに、健全な若年成人ボランティアを被験者として、歯周治療や印象採得など種々の歯科治療が精神的ストレスに及ぼす影響を評価するとともに、そのストレス軽減効果として歯科外来領域でも応用可能な精神鎮静法である音楽鎮静、アロマテラピー、抱擁の効果について検討を行った。本年度では、これらの精神鎮静法のさらに効果的な応用方法を検討するために、その併用効果についてさらに評価を行った。具体的には、健全な若年成人ボランティア15名(男性10名、女性5名)を対象とした同一被験者に対して歯周ポケット検査、スケーリングを行った際に精神鎮静法を行わない非精神鎮静群、音楽鎮静法を行う音楽鎮静群、アロマテラピーを行うアロマテラピー群、アロマテラピーと音楽鎮静法の両方を行う併用群の4群を設け、その際の血圧・心拍数および自律神経活動を評価した。また、処置前後の不安感についてVASによる評価を行った。その結果、血圧・心拍数およびVASは、各処置段階で4群間に有意差は認められなかったが、自律神経活動は非精神鎮静群で歯周ポケット検査時およびスケーリング時に処置前座位時より有意に低い値を示した。一方、音楽鎮静群、アロマテラピー群、併用群の3群では処置前に非精神鎮静群に比べて有意に低い値を示し、3群間に有意差はなかった。以上より、音楽鎮静法やアロマテラピーは同程度に処置前のストレスを軽減することができたが、併用してもさらに効果を高めることはできないと考えられた。来年度は、高齢者を被験者とした症例数を蓄積するとともに、精神的なストレスを減少させる方法として音楽鎮静法の効果についての検討も同時並行して進めていく。次年度以降は本年度行った音楽鎮静法に加えて、すでに評価を開始しているアロマセラピーや抱擁効果あるいは映像療法などの精神鎮静法による歯科治療時のストレス軽減効果、あるいはそれらを併用することによる相乗効果についても評価を継続していく予定である。また高齢者を被験者とした症例数を蓄積する必要がある。本年度行う予定であった成果発表および英文投稿が遅れているため使用金額が減少した。
反応拡散系における高次元パターン形成ダイナミクスの解明

申請者はこの2年間,反応拡散系のひとつである,2種類の高分子からなる高分子鎖の相分離過程を記述した偏微分方程式について,研究を行ってきた。実験的には様々な相分離パターンが観測されており,特に生成されるパターンの形状,遷移過程,2種類の高分子の成分比に関する依存性の問題は物理的に重要である。申請者は1年目の研究で,リスケーリングした方程式において,領域が矩形または円領域の場合には滑らかな極限界面が存在することを示し,さらに定常解の存在およびその安定性を特異摂動法によって示した。研究の終了年度となる2年目の研究では,前年度の研究結果を発展させ,平面波解を基本パターンとする空間周期パターンが安定であることを数学的に示した。このことは,ブロックコポリマーのメソスコピックなラメラ構造が安定であることを意味している。数値シミュレーションに関しては,2次元問題の基本的なスキームを確立し,計算を行った。今後の研究の方針としては,異なるパターンの相互作用について,数学と数値シミュレーションの相補的な解析によって研究を進めていく予定である。申請者はこの1年間,反応拡散系のひとつである2種類の高分子からなる高分子鎖の相分離過程を記述した偏微分方程式について,研究を行ってきた。実験的には様々な相分離パターンが観測されており,特に生成されるパターンの形状,遷移過程,それらの2種類の高分子の成分比に関する依存性の問題は物理的に重要である。申請者はこの方程式について,矩形領域における平面波解の存在と安定性,および円領域における円状解の存在と安定性についての解析を行った。同時に,計算機の整備と数値シミュレーションを行ってきた。より詳しく言えば次のとおりである。数学的な考察から,界面の厚さパラメータを小さくすると,パターンは複雑かつ微細になることが知られている。このことは,滑らかな極限界面が存在しないこと,微細なパターンを捕らえるために厚さパラメータに依存した変数によって空間スケールを変換する必要があることを意味している。申請者はリスケーリングした方程式において,領域が矩形または円領域の場合には滑らかな極限界面が存在することを示し,定常解の存在およびその安定性を特異摂動法によって示した。また、高次元問題の数値シミュレーションを行うための準備として,空間1次元の場合の数値シミュレーションを行った。以上のように研究期間の1年目には,平面波解や円状解の存在について数学的に示すことができた。平面波解や円状解が周期的な空間パターンを構成する基本的な解であることから,次年度は,(1)これらの基本解どうしの相互作用やパターン形成の遷移過程についての研究を行い,(2)数値シミュレーションでは高次元問題に着手する予定である。
骨格原基の細胞凝集形成に関わる分子の包括的機能解析法の確立と新規制御因子の同定

発生の硬組織形成過程で起こる最初の重要な変化は、細胞が組織内で凝集すること、すなわち細胞凝集塊形成である。骨格の形成機構を理解する上で、細胞凝集塊を引き起こす分子メカニズムを解明することは極めて重要である。本研究では細胞凝集塊形成に関わる分子を網羅的に単離しその遺伝子発現解析・機能解析を包括的に行う方法を確立した。さらにそれらを通じて新規制御因子の機能解析を試みている。骨格原基細胞凝集の制御因子を同定することは、骨格形成機構を理解するうえで極めて重要である。その目的でin vivoの微少な組織から特異的に発現している遺伝子を直接かつ網羅的行う方法を確立することが必要であると考え、新規高精度発現プロフィール法(HiCEP法)を応用した微量サンプル解析法を考案し、萌芽的な研究として平成18年度から科学研究費補助金萌芽研究で開始した。すでに解析法の確立がすすみ、すでに約3万の転写産物を解析し、細胞凝集部位特異的に発現変動が認められる転写産物が約300種類得られ、それらのうち多くの遺伝子配列を同定した。候補遺伝子は凝集塊そのものに高い発現を示すと予想される遺伝子群であるため、より詳細な時間的空間的局在を知るため、ホールマウントin situ hybridizationを行った。とりわけ、多数の分子について同時に発現解析を行うための方法として、従来の方法を改良した包括的ホールマウント遺伝子発現解析法comprehensive whole mount in situ hybridization(cWISH)の確立を行った。従来の方法では、プローブラベルはクローニングベクターに組み込んでラベルをする数百もの多数の分子を扱う上で、従来の方法では時間と手間を要するため、PCRをべースとしたラベル法を考案した。まずmRNAを鋳型にしてcDNAを合成し、続いて両端のプライマーによってPCRを行う。それに対して端にT3orT7 RNA polymeraseの認識部位を付加したプライマーでnested PCRを行う。それをテンプレートとしたRNA probe合成を行う。すべて96ウェルプレートで行えるので、他種類のプローブを簡便に作製することが可能である。それらを用い約100遺伝子について発現解析を行った。多くが骨格原基やその周囲に特徴的な発現をすることを観察し、この包括的遺伝子発現解析法の有用性を確認した。現在それらの遺伝子発現をさらに詳細に解析している。骨格原基細胞凝集の制御因子を同定することを目的として、骨格原基の細胞凝集形成に関わる分子の包括的機能解析法ならびに、その解析を行っている。前年度までの実験で、HiCEP法で骨格原基細胞凝集部位に発現している遺伝子群を得て、さらにそれらについてホールマウント遺伝子発現解析法により、包括的な解析を行った。特徴的な発現局在を示した転写産物については、胎児骨格原基周囲組織切片上でのより詳細な遺伝子発現解析を行った。それらのうち、骨格原基あるいは周囲に発現が特徴的であるが、機能が不明と思われる分子群について機能解析を行うため以下の実験を行った。まず強制発現を行うためにアデノウイルスベクターに組み込むシステムの確立を行った。アデノウイルスについては、多数の候補遺伝子について包括的に構築するため、従来のベクターに改良を加えたものを用いる。バックボーンとしてInvitrogen社Gateway system Adenovirus vectorを用いる。ただし、プロモーターとして最も強力なCAGプロモーターをもち、マルチクローニングサイトの下流にIRES-GFPカセットを組み込んだオリジナルベクターを作成した。GFPが組み込んであることにより、ウイルスのタイターチェックが容易に行える。attR1.R2サイトをもつAdenovirus vectorにはLR反応で容易かつ迅速にクローニングできるので多数の同時構築が容易となった。また一部の遺伝子については、レトロウィルスベクターに組み込んだ。すなわち、北村らが開発したレトロウィルスベクターpMYsvectorを用い、そこに候補遺伝子の全長を組み込んだ。一方で、発現抑制を行うものについては、siRNAを作成した。それらをマウス胎生10日齢、11日齢の肢芽間葉系細胞に感染、あるいは遺伝子導入し、効果を解析している。骨格原基細胞凝集の制御因子を同定することを目的として、骨格原基の細胞凝集形成に関わる分子の包括的機能解析法を確立し、制御因子の同定と機能解析を行っている。前年度までの研究で、1)HiCEP法で骨格原基細胞凝集部位に発現している遺伝子群を同定し、2)ホールマウント遺伝子発現解析法により、包括的な発現解析を行い、3)機能が不明と思われる分子群について包括的な機能解析を行うためのシステムを構築した。すなわち、CAGプロモーターをもち、マルチクローニングサイトの下流にIRES-GFPカセットを組み込んだオリジナルベクターを構築しGatewaysystemでアデノウイルスを作成した。今年度はそのベクターで幾つかの分子の機能を解析した。アデノウイルスの作成はすべての分子で成功したわけではなく、幾つかの分子では非常に困難であったため、それらはレトロウィルスベクターpMYs vectorで、ウイルスを作成した。レトロウイルス、siRNAを用いた実験で骨格系細胞の分化初期に発現するNLKが、初期における分化に対して抑制的に働くことを見いだした。

また別の転写因子はアデノウイルスの作成を行いマウス胎生10日齢、11日齢的肢芽間葉系細胞に感染させたところ、骨格原基の細胞凝集形成を有意に促進した。引き続いてそれらのvivoでの機能を解析している。
肝移植における至適な肝動脈血栓予防法の確立に関する実験的臨床的検討

肝移植における致死的合併症である肝動脈血栓症を防ぐ目的で、臨床および実験的肝移植術中術後における凝固線溶系因子および抗凝固系因子の変動について検討を行った。その結果thrombin-antithrombin III complexは術中から術直後にかけて著明に上昇し、術後7日目までに徐々に低下すること、またplasmin-α2 plasmin inhibitor complexは術中に軽度に上昇した後低下し、術後7日から14日にかけて徐々に上昇すること、またantithrombin IIIは術中術後低下し、術後14日目までに徐々に正常化することが明らかとなった。以上の結果に基づいて、術後7日までに抗血栓療法をとくに集中的に行い、以降はその程度を弱めていくことで血栓症予防が可能と考えられた。以上のように、今回の研究における結果および知見は、直ちに臨床での有用性につながったものと考えられる。信州大学ではこれまでに生体部分肝移植を68例の症例に行ってきたが、上記の知見に基づいてheparin、prostaglandin E1、antithrombin III、protease inhibitorおよび新鮮凍結血漿の投与を行ったところ、全例を通じて肝動脈血栓症の発生はなく、これは欧米における生体部分肝移植での肝動脈血栓症の発生率23%に比べても極めて良好であるとともに、85%という良好な患者生存率を実現してきた。以上のように、今回の研究における結果および知見は、直ちに臨床での有用性につながったものと考えられ、今後さらに至適な抗血栓療法の確立にむけて検討をすすめる予定である。その結果thrombin-antithrombin III complexは術中から術直後にかけて著明に上昇し、術後7日目までに徐々に低下すること、またplasmin-α2plasmin inhibitor complexは術中に軽度に上昇した後低下し、術後7日から14日にかけて徐々に上昇すること、またantithrombin IIIは術中術後低下し、術後14日目までに徐々に正常化することが明らかとなった。
超高速度衝突によって発生するＸ線計測実験と地球外での天体衝突の観測

固体どうしの超高速度衝突によって発生するX線の検出実験を行った.当初,X線検出装置の充実した大阪大学レーザーエネルギー学研究センターにおいて,最近開発された飛翔体加速技術を用いて衝突実験を行いX線の測定を行った.衝突によりX線が発生している兆候が掴めたが,実験・計測条件の制約からレーザー照射によるX線の発生との区別をすることが難しく,期間の後半からはレーザーによるX線発生を伴わない環境(油圧プレスによる圧縮および二段式軽ガス銃での衝突実験)での破壊実験を行いX線を測定した.その結果,岩石が破壊される際にX線が発生していることを確認し,試料サイズの違いが発生量と関係していることを見出した.これまでに,大阪大学レーザーエネルギー学研究センターの高出力レーザー,激光XII号を用いて,飛翔体(衝突体)としてアルミニウム弾丸(直径80250ミクロン)を秒速10-50 kmに加速し,かんらん岩や玄武岩などの岩石標的を用いて衝突実験を行った.レーザーエネルギー学研究センターに既存の時間積分型のX線ピンホールカメラを使って標的表面付近を計測した結果,標的表面上の弾丸が衝突する点付近からX線が発生しているのが確認された.高出力レーザー実験では,レーザーの漏れ光や反射光などが装置内各所に照射されプラズマが発生し,そこからのX線がノイズとして測定される可能性がある.今回の場合,加速のため弾丸に照射されたレーザーが弾丸の外側から漏れ,標的表面に照射され発生したプラズマがX線を出している可能性が考えられる.そこで,25年度は,次の段階として,弾丸加速のためのレーザーの漏れ光が標的表面に照射されて発生したX線と,衝突によるX線を区別する実験を行った.測定はピンホールカメラだけでなく,時間分解できるストリークカメラを用いた.弾丸が標的に衝突する時刻をレーザー照射の終了よりも後の時刻になるように設定し,レーザー漏れ光による発光と衝突の発光を区別できるようにした.実際に測定したところ,予想される飛翔体の衝突時刻の付近に標的表面でのX線発光が測定された.これにより実際に衝突によってX線が発生していることが確認できた.しかしながら,レーザー照射中にも標的表面からX線が衝突X線と同程度以上に発生しており,時間積分型のピンホールカメラの結果にはレーザー漏れ光によるX線と衝突によるX線が重なっていると考えられる.大阪大学レーザーエネルギー学研究センターの高出力レーザー,激光XII号を用いて弾丸の加速および標的への衝突実験を行い,発生するX線の計測を行った.弾丸加速方式.レーザーを弾丸飛翔体に照射すると表面が蒸発する.発生したプラズマ蒸気にレーザーの後半が吸収され非常に高温高密度のプラズマとなる.これが膨張する反作用として弾丸が加速される.この方式により,これまでに,アルミニウム・ガラス・金・ダイヤモンド粒子が秒速10km以上に加速されている.今年度はこの方式を使って飛翔体(衝突体)としてアルミニウム弾丸(直径80250ミクロン)を秒速10-50 kmに加速した.標的.かんらん岩や玄武岩などの岩石標的を用いて衝突実験を行った.計測と結果.光量不足が懸念されるため,まずはレーザーエネルギー学研究センターに既存の時間積分型のX線ピンホールカメラを使った.カメラは,弾丸の飛翔方向に対して垂直な方向から標的表面上の弾丸が衝突する付近を観測するように設置した.その結果.衝突点付近からのX線の発光を捉えることに成功した.今後.衝突によるX線のエネルギーの絶対値を算出するために,金に対するレーザー照射・X線強度の計測を較正実験として行う予定である.さらに,衝突速度や標的,衝突角度(今回は垂直衝突のみ)を系統的に変えて実験を行い,X線の強度や弾丸の運動エネルギーに対する比がどのように変化するのかを調べる予定である.平成26年度までに大阪大学レーザーエネルギー学研究センター(阪大レーザー研)の激光XII号レーザーを使った岩石および隕石の高速度衝突実験を行い発生するX線を計測した.まず,X線ピンホールカメラによる撮影から,衝突点付近からX線が発生している兆候を掴んだ.ピンホールカメラは時間積算型の計測であったため,レーザーの漏れ光が衝突点を照射しX線が発生した可能性もある.そこでレーザー漏れ光によるX線と衝突によるX線を区別するために,時間分解型X線ストリークカメラによってレーザー照射が終了した後に粒子が標的に衝突するような実験条件での計測をおこなった.平成27年度前半は,衝突によるX線を確認するためにストリークカメラによって得られた画像を詳細に解析した.その結果,レーザー照射終了後,衝突した時刻にX線が確認されたものの,レーザー照射によって発生した残留プラズマからのX線という可能性を排除することが出来なかった.すなわち,阪大レーザー研での現在の実験条件ではどうしてもレーザー由来のX線がノイズとして入り込む可能性があり,衝突起源のX線との切り分けが難しいという結論に達した.そこで方針を変更し,レーザーを使わない衝突実験でのX線検出を目指し,まずX線検出器を購入した.平成27年度後半はこの検出器の較正実験などを行ったが,年度内に実際の衝突実験に適用するに至らなかった.次年度は二段式水素銃などのレーザーを使わない高速度衝突実験施設にこの検出器を持ち込み,X線の計測を行う予定である.平成27年度に購入したX線検出器を用いて以下の実験を行い,岩石試料が破壊される際に発生するX線を検出することに成功した.・真空中で試料を金属棒にはさんで設置する.金属棒は大気側に延びており,大気側からハンマーなどで打撃することにより試料を破壊した.試料として氷砂糖,NaCl,H2O氷などを用いた.

真空度を変えて測定し,真空度がX線発生量にどのように影響するかを調べた.残留大気の圧力が数十Pa以下であれば影響が無いが,それよりも大きい場合には圧力と共にX線発生量は減少することがわかった.・上記と同じシステムで,金属棒に対して油圧プレスにより力を加えて,より強度の大きい試料を破壊した.試料として岩石(花崗岩),ガラス,氷砂糖を用いた.ハンマーによる打撃・プレスによる圧縮,ともに同じ物質に対しては矛盾のない結果が得られた.また,岩石(花崗岩)の破壊では,Siの特性X線および連続スペクトルが認められた.・千葉工業大学の二段式軽ガス銃を用いて試料に高速度の弾丸を衝突させて破壊した.試料は花崗岩である.油圧プレスによる小試料(1cm)に対して二段銃で用いた試料は10cmであるが,ショット数は限られているが,ほぼサイズの2乗に比例したX線のカウント数が得られている.今後は解析を進め,原始太陽系円盤中での微惑星衝突破壊,月面への隕石衝突,初期地球での隕石重爆撃時などにおけるX線の発生量を見積もり,系外惑星や月面での衝突現象の情報がX線をとおして得ることができるかどうかを検討する.固体どうしの超高速度衝突によって発生するX線の検出実験を行った.当初,X線検出装置の充実した大阪大学レーザーエネルギー学研究センターにおいて,最近開発された飛翔体加速技術を用いて衝突実験を行いX線の測定を行った.衝突によりX線が発生している兆候が掴めたが,実験・計測条件の制約からレーザー照射によるX線の発生との区別をすることが難しく,期間の後半からはレーザーによるX線発生を伴わない環境(油圧プレスによる圧縮および二段式軽ガス銃での衝突実験)での破壊実験を行いX線を測定した.その結果,岩石が破壊される際にX線が発生していることを確認し,試料サイズの違いが発生量と関係していることを見出した.大阪大学レーザーエネルギー学研究センターの激光XII号を使った衝突実験により,衝突によるX線発生の兆候を掴んでいる.しかしながら,レーザー照射によるプラズマからのX線との切り分けができず,衝突由来のX線発生についての最終的な確証が得られていない.そのため定量評価が出来ず,当該研究課題の最終目標である天体観測への応用に進めていない.惑星科学今後は二段式水素銃などのレーザーを使わない高速度衝突実験施設にこの検出器を持ち込み,X線の計測を行う予定である.現在,平成27年度に購入したX線検出器の較正を行っており,国内の二段式水素銃施設において衝突実験およびX線計測を行うため,実験条件の検討や治具の製作を進めている.来年度前半に実験・計測を行い,後半に発生X線量から天体観測可能性について定量評価を行う予定である.本研究の第一段階(衝突X線が観測できるのか)は昨年度までに確認されていたが,高出力レーザー実験はX線の観測環境という意味では大変ノイズが多く,観測されたX線が本当に衝突起源であるのか,レーザー照射によるX線ではないかという疑念がもたれるため,今年度のマシンタイムは観測されたX線が衝突由来であることの確認実験を行った.
非アルコール性脂肪性肝炎（NASH）におけるアミノ酸代謝と免疫病態の解析

本研究は、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)におけるアミノ酸代謝と免疫病態の解析を目的とする。今年度の研究期間では,NASHモデルマウスの門脈血アミノ酸濃度をベースとした各種免疫細胞機能解析のセクションを中心的に進めた。まず野生型C57BL/6マウスの門脈血を採取しアミノ酸組成を高速クロマトグラフィーで解析した。更にメタボローム解析(CE-TOFMS)を用いて末梢・門脈血中のアミノ酸を含めた一次代謝産物を野生型マウスと肥満モデルマウス(ob/ob, kkAy)との間で比較した。グルタミン酸や分岐鎖アミノ酸などの一部のアミノ酸が末梢血と比較して門脈血中で高いことが確認できた。さらにこの解析結果から野生型マウスの門脈血アミノ酸濃度に一致した無血清培地を作製した。今後はこの独自の培養液を用いてin vitroで肝細胞と免疫細胞の機能解析をおこなう予定である。また、今回メタボローム解析の結果からアミノ酸だけではなくTrimethylamine N-oxideなどの一次代謝産物が肥満モデルマウスの門脈血中で有意に高いことが明らかとなった。これらの一次代謝産物に関しても肝細胞に与える影響をin vitroにおいてスクリーニングを行う予定である。in vitroで明らかに肝細胞の表現型に変化をきたすアミノ酸・代謝産物が同定できた場合はメカニズムを解析するとともにin vivoの実験に移行する。昨年度のメタボローム解析の結果から、脂肪肝マウス(ob/ob)の門脈血中では野生型マウスと比較してtrimethylamine N-oxide (TMAO)が全検出代謝物中、最も高値である結果が得られた。腸管から発生したtrimethylamine (TMA)は肝臓においてTMAOに代謝されることが過去の報告から知られており、「TMA/TMAOが肝脂肪変性に関与しているのでは?」との仮説をもとに、今年度はin vitroにおいて肝細胞に対するTMAとTMAOの添加実験を行った。肝癌細胞株(HepG2, Huh7)にTMAを添加すると細胞内に脂肪滴が誘導されることが脂肪染色(oil red-O, BODIPY染色)で確認された。さらに高濃度のTMAを添加すると細胞内に脂肪的とは別に空胞形成が確認された。リソソームのマーカーであるLAMP1をmCherryで標識したHepG2細胞に同様の実験を行いこの空胞はリソソームであることが確認された。以上の結果よりTMAOの前駆物質であるTMAはリソソームを介した肝脂肪変性に関与していることが示唆された。今後は、高脂肪食で誘導した脂肪肝マウスでも同様な傾向を認めるのかどうか確認する予定である。更に、TMAO以外にも脂肪肝マウスで有意に高いもしくは低い一次代謝産物が同定されておりそれらに関してもin vitroで添加実験を行い肝細胞に与える影響を解析していく予定である。昨年度までの研究で一部の門脈代謝産物が肝細胞に脂肪変性をきたすことを明らかにしたが、今年度はこれまでの報告で脂肪毒性が明らかである飽和脂肪酸のC16パルミチン酸(PA)を用いて小胞体ストレスを介したメカニズムを検討した。今年度の研究でパルミチン酸は肝細胞に脂肪変性をきたす際に小胞体ストレスを介して細胞外分泌顆粒を放出することが新たに確認された。この結果は非アルコール性脂肪性肝炎において免疫細胞集積の根拠となる新たな知見である。実験計画では門脈中のアミノ酸を中心に研究を進める予定であったが、現在までのところ肥満マウスと野生型マウスで特徴的な差を認めるアミノ酸は同定されていない。しかしTMA/TMAOに関しては良好な結果が得られ、研究成果発表・論文作成の準備に取り掛かっている。肝臓学今後、遺伝子改変マウスだけではなく、高脂肪食により誘導された脂肪肝マウスでもメタボローム解析を行い、TMA/TMAOが高いのかどうかを確認する必要がある。アミノ酸・脂肪酸に関しても改めて検討する。現在までに、in vitroの解析を行うための新規培養液を作成した。この培養液を用いて肝細胞・免疫細胞の機能解析を進めているが現在までのところ表現型に明らかな変化をきたすアミノ酸・代謝産物は見つかっていない。今後、さらに培養条件を変えるなどの基礎検討が必要である。今年度末に委託にてマウス実験を行ったが、当初の見積もりよりも少ない予算で委託できたため余剰金が発生した。20種類のアミノ酸に変化が認められない場合は、メタボローム解析で得られたアミノ酸以外の代謝産物でもin vitroで添加実験を行う。in vitroで明らかな表現型の変化が確認できた後にそのメカニズムやin vivoの検討を進める。今年度、野生型および肥満モデルマウス(ob /ob, kkAy)の門脈血のメタボローム解析を行ったが、野生型において通常食と高脂肪食でも比較することを検討している。得られたマウスの検体のメタボローム解析の予算の一部として使用する予定である。今年度は本研究課題の基盤となるマウス門脈血のアミノ酸組成を明らかするために、高速クロマトグラフィー・CE-TOFMSによる解析を委託にて行ったため「その他」の支出が大幅に増加した。一方で免疫細胞の解析がやや当初の計画より遅れているため、それによる物品費が低下し全体で次年度使用額で生じた。次年度以降免疫細胞の分離・標識抗体や新規無血清培地の購入費のために使用する予定である。さらに、追加のメタボローム解析やマウスの委託試験に使用する予定である。
ＳＰＩ２問題を用いて数学の基礎学力向上を図る適応型ｅラーニングシステムの開発

本研究の目的は,就職試験に多用されるSPI2問題を用い,数学を苦手とする大学生の基礎学力を向上するための適応型問題演習システムを実現することである.学生の学力や問題の難易度の推定を行う方法として項目応答理論(IRT)が広く知られているが,IRTは局所独立の仮定等適用に際しての制約が大きい.そこで本研究では,計算問題の解法の包含関係や解法に含まれる公式数の差が問題の難易に影響するものと仮定し,IRTにより難易度が既知の問題との難易度の差を計算するモデルを開発した.また,本モデルに基づき,学力診断と問題演習を行うためのWebベースシステムの試作と利用検証を行った.本研究は,学習者の理解状況に適応したSPI2の問題演習環境を実現することが目的である.平成24年度は,平成23年度に引き続き,学力に応じた問題を出題する方法のモデル化の検討を行い,また学力診断を行うためのプロトタイプシステムの実装及び動作検証を実施した.学力に応じた問題の出題方略として,項目応答理論(IRT)を採用することにした.IRTとその周辺の理論を適用することにより,問題データベース中の各問題の難易度と個々の学習者の学力を個別に求めることができ,特定の学習者の特定の問題に対する正解率の推定結果から出題の妥当性を判断することができる.IRTは実際の検定試験等に広く採用されており,これを問題演習システムに導入することにより,汎用的な問題演習環境への拡張も期待できる.しかし,IRTの適用に際しては2つの問題がある.1つは,SPI2が対象とする出題分野が次々と開発されていくため,新規の模擬問題のデータベースへの格納頻度が上がることに起因する.すなわち,IRTの適用に先立って各問題の難易度を明らかにするためのテストを高頻度に実施する必要があり,現実の教育現場において対処することが難しい.もう1つは,局所独立の仮定に起因する問題であり,解法を共有する複数の計算問題がある場合に,それらの難易度を一度のテストで測定できないという問題である.そこで,本研究では,問題の計算過程に含まれる計算式の個数と,難易度が既知の問題との解法上の親子関係を用いて,難易度が未知の問題について難易度を推定する方法を検討した.また,問題演習環境に含まれる学力診断システムをプログラミング言語PHPとMySQLデータベースを用いて実装した.更に短期大学生による診断システムの利用実験を行い,我々が提案する方法による難易度推定の可能性を検証した.平成25年度は,適応型eラーニングシステムの開発(平成24年度からの続き)と利用検証及びシステム改善を実施した.システムは,学力診断・問題演習・システム管理の各モジュールから構成されるが,本年度は主に,問題演習モジュールのシステム試作を行った.また,学力診断モジュールを短期大学生に使用してもらい,学力や問題難易度の推定が正確に行われていることを確認した.一方,問題演習モジュールの試作システムについては,使用を予定していた学生の学力が低得点層に集中したため,様々な成績層を考慮した問題演習モジュールの利用検証を行うことはできず,動作確認のみに止まった.本研究の目的は,就職試験に多用されるSPI2問題を用い,数学を苦手とする大学生の基礎学力を向上するための適応型問題演習システムを実現することであった.このため,学生の学力や問題の難易度を推定し,個々の学力に適応した問題を出題するためのモデルを明確にすることが課題となる.このための方法の一つにTOEIC等の試験で広く利用されている項目応答理論(IRT)があり,妥当性や信頼性が期待できることから,本研究においてもIRTを用いることにした.しかし,IRTは局所独立の仮定等適用に際しての制約が大きく,問題難易度の推定や問題の出題制御に直接利用することが難しい.そこで本研究では,計算問題の解法の包含関係や解法に含まれる公式数の差が問題の難易に影響するものと仮定し,IRTにより難易度が既知の問題との難易度の差を計算するモデルを開発した.このようにIRTとIRTを補完する方法を併用することにより,問題データベース中の問題難易度の推定を適切に行うことができ,個々の学力に適応した教授モデルの一つを提案することができた.本研究の目的は,就職試験に多用されるSPI2問題を用い,数学を苦手とする大学生の基礎学力を向上するための適応型問題演習システムを実現することである.学生の学力や問題の難易度の推定を行う方法として項目応答理論(IRT)が広く知られているが,IRTは局所独立の仮定等適用に際しての制約が大きい.そこで本研究では,計算問題の解法の包含関係や解法に含まれる公式数の差が問題の難易に影響するものと仮定し,IRTにより難易度が既知の問題との難易度の差を計算するモデルを開発した.また,本モデルに基づき,学力診断と問題演習を行うためのWebベースシステムの試作と利用検証を行った.本研究では,就職試験に多用されるSPI2検査問題を用いて,大学生の数学の基礎学力を向上することを狙った適応型eラーニングシステムの実現を目指す.平成23年度は,問題演習に用いるSPI2模擬問題の開発と個別指導を実現するための指導方略モデルの確立を図った.

SPI2模擬問題については,SPI2の過去問題や模擬問題を分析した上で,頻出単元(19単元)の問題プール(約250問)を作成した.問題の解法に含まれる計算公式数を難易の基準と仮定し,難易度の異なる問題を作成した.更に,模擬問題をLMSの1つであるMoodleに実装し公開した.学習者ごとの個別指導は,刻々と変化する学習者の理解状況を把握し,理解状況に応じた問題や助言を提供することにより実現される.そのため,学習者の単元ごとの理解度や問題プール中に存在する問題の難易度を定量化する必要があり,そのためのモデルを検討した.当初は学習者の答案作成過程の分析により理解度や難易度を計算するためのモデルを考案する予定だったが,精度の向上とモデルの学習内容に対する汎用性を考慮し,項目応答理論を応用することにした.具体的には,基準となる問題の難易度を項目応答理論を用いて求め,難易度が未知の問題については,解法に含まれる公式数を難易度既知の問題と比較することにより,難易度の序列を決定する.これにより,全ての問題を難易度別にレベル分けすることができる.また,学習者の問題に対する正答確率を予測することにより,単元別に学習者の理解状況に応じた問題を出題することができる.以上のように,適応型eラーニングシステムの実現に必要なモデルを確立した.本研究における平成24年度の目標の一つは,学力に応じた問題の出題方略モデルの確立である.項目応答理論と我々が提案する方式の組合せにより,問題の出題方略をほぼ決定することができ,この目標は順調に達成できた.平成24年度のもう一つの目標は,適応型のeラーニングシステムの開発である.当初は,年度内に問題出題機能の多くを実装する予定であったが,学力評価方法等の見直しを行ったため,平成25年度に予定していた検証作業を前倒しして実施した.このため,システム開発に多少の遅れが生じたが,平成25年度の開発計画に支障を来さない範囲であるため,おおむね順調に進展している.平成23年度の研究内容として,(1)SPI2模擬問題の開発,(2)学習者の理解状況のモデル化,(3)教授モデルの作成を計画した. (1)については,SPI2検査において出題頻度の高い19単元を選択し,約250題のオリジナル問題を開発した.SPI2検査に出題される単元が年々増加する傾向にあるため,今後も問題を追加する必要はあるものの,代表的な問題についてはほぼ実装済みであり,当初の計画通りに進んだ.(2)については,当初はSPI2模擬問題の答案分析を行うことによる理解度のモデル化を予定していたが,より精度の高いモデル化のため,項目応答理論を応用したモデル化の方法を検討した.適応型システムを実現するに足るモデルが確立でき,当初の目的が達成できた.(3)については,(2)の過程で得られる学習者の理解度や問題の難易度の情報を用いて,学習者の理解状況に応じた問題を出題する指導方略モデルを確立できた.以上のように,SPI2模擬問題の問題プール,適応型eラーニングシステムの構築に必要な数理モデルの確立ともに,ほぼ当初の計画通り進展している.平成25年度は,適応型問題演習システムの開発を継続して実施する.また,平成24年度の検討により生じた仕様変更に対処するため,問題データベースに登録済みの問題データの変更を行い,また理解状況に応じた多様な問題を出題するための新規データの追加を行う.開発終了後に,問題の出題方略や学習効果を検証するため,幾つかの学校を対象とした利用実験を行い,有効性検証を行う.また,評価結果からシステムの改善検討とβ版開発を行い,最終成果物をインターネット上に公開する予定である.
近代中国における国内経済統一の課題-貨幣制度・金融政策を中心として-

本研究は,近代中国における国内経済統一の課題を探るために,近代中国の貨幣・金融制度の特徴と歴代政府による金融・財政政策の展開を中心に検討することを目的とする.まず,今年度前半期においては,先行研究をベースに,辛亥革命以前の近代社会(清朝政府期)から1935年の「幣制改革」に至る時期の貨幣制度の概要とその特徴について,「近代中国における国内経済統一の課題-貨幣制度・金融政策を中心として-」(『高知工業高等専門学校学術紀要』第38号,1994年1月発行)としてまとめてみた.それによれば,1935年の幣制改革に至るまでの近代中国の貨幣は,その種類・単位が雑多・不統一で,価値が不安定であったために,貨幣が本来担うべき価格基準・流通手段・支払い手段としての機能を十分に果たすことができず,中国経済の発展にとってマイナスの影響を与えることになった.こうした「通貨秩序の混乱(多様性と不安定性)」,さらには,多様な金融機関の存在の背景には,中央政府のリーダーシップと統制力の欠如,外国資本の存在および軍閥の支配が深く関わっているのみならず,中国における「地方の自立性の強さ」について,改めて注目すべき必要性を痛感した.その意味で,今後,近代中国の歴代政府による貨幣・金融政策の実施が,地方政府あるいは地方社会によっていかに受け止められ,どのような結果を生み出していったのかを具体的に検証することは,単に,中国の国内経済統一の課題を明らかにするのみならず,中国の国家・社会の特徴および性格を考える上で,極めて重要な意味を持つと認識するに至った.なお,現在は,辛亥革命後の南京臨時政府・袁世凱政権の下で取り組まれた近代的貨幣制度の確立に関わる金融・財政政策の特徴について,「申報」・「時報」等の新聞類をベースに検討している.本研究は,近代中国における国内経済統一の課題を探るために,近代中国の貨幣・金融制度の特徴と歴代政府による金融・財政政策の展開を中心に検討することを目的とする.まず,今年度前半期においては,先行研究をベースに,辛亥革命以前の近代社会(清朝政府期)から1935年の「幣制改革」に至る時期の貨幣制度の概要とその特徴について,「近代中国における国内経済統一の課題-貨幣制度・金融政策を中心として-」(『高知工業高等専門学校学術紀要』第38号,1994年1月発行)としてまとめてみた.それによれば,1935年の幣制改革に至るまでの近代中国の貨幣は,その種類・単位が雑多・不統一で,価値が不安定であったために,貨幣が本来担うべき価格基準・流通手段・支払い手段としての機能を十分に果たすことができず,中国経済の発展にとってマイナスの影響を与えることになった.こうした「通貨秩序の混乱(多様性と不安定性)」,さらには,多様な金融機関の存在の背景には,中央政府のリーダーシップと統制力の欠如,外国資本の存在および軍閥の支配が深く関わっているのみならず,中国における「地方の自立性の強さ」について,改めて注目すべき必要性を痛感した.その意味で,今後,近代中国の歴代政府による貨幣・金融政策の実施が,地方政府あるいは地方社会によっていかに受け止められ,どのような結果を生み出していったのかを具体的に検証することは,単に,中国の国内経済統一の課題を明らかにするのみならず,中国の国家・社会の特徴および性格を考える上で,極めて重要な意味を持つと認識するに至った.なお,現在は,辛亥革命後の南京臨時政府・袁世凱政権の下で取り組まれた近代的貨幣制度の確立に関わる金融・財政政策の特徴について,「申報」・「時報」等の新聞類をベースに検討している.
光を用いた音響測定における二次元測定データからの三次元音場復元

本研究の目的は,光を用いた音響測定によって観測されるデータが光路上の積分値になる問題を解決し,二次元に投影された測定データから三次元音場を復元する手法を確立することである.前年度の研究では,光学的音響測定システム自体を発展させ,並列位相シフト干渉法を用いた二次元位相分布の高速測定を実現した.本年度は,そのシステムに対して複数の信号処理手法を提案することにより,システムがもつ本質的な計測誤差の低減を行った.具体的には,干渉縞の非線形誤差と位相ソフト誤差に起因するノイズを低減する手法を提案した.また,本研究の主目的である三次元音場の復元について,音響現象の物理モデルに基づくモデル化の検討と,その解析手法の具体的な提案を行うことで,光路上積分された複数の観測データから,積分される前の各点における音圧を復元することに成功した.これらの成果により,これまで以上に高精度に並列位相シフト干渉計測を行えるようになった.また,二次元に投影された測定データから三次元音場を復元する手法を提案したことにより,光学的音響測定手法の最大の難点である,光路上積分される観測原理を克服し,光学的音響測定手法の適用範囲を大幅に広げることに成功した.これまで測定不可能だった音場を計測可能にしたという音響的な成果に加え,より一般の位相シフト干渉計測に対する提案をすることができ,今後の精密計測の新たな可能性を示すことができたと考えられる.今後,これらの手法により実現した高精度な光学的音響測定手法を,現実の音響問題に適用することで,産業的に有意義で効果的な計測手法が実現できると期待される.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,二次元測定データを得ることのできる光学的音響測定システム自体を発展させることを目的とした.偏光高速度干渉計を用いて音場の二次元投影を瞬時に得る際に,空間的な干渉を用いることによって二次元位相データを扱う必要あるので,その復元処理に取り組んだ.偏光高速度干渉計は,並列位相シフト干渉法と偏光高速度カメラを組み合わせた干渉計であり,媒質密度の空間的二次元分布を瞬時かつ定量的に計測することができる.そのような高度に洗練された測定系を音響計測に使用できることによる利点は非常に大きいが,一方でこれまで考える必要のなかった干渉計特有の問題を解決する必要がでてきた.すなわち,観測が空間的な干渉縞として観測されるので,得られたデータを干渉縞から位相の情報に変換し,さらに位相アンラップと呼ばれる逆問題を解く必要がある.位相アンラップに誤りが存在すると,その後の音響信号処理に多大な悪影響を及ぼす.そこで,偏光高速度干渉計を用いた計測に対する信号処理を主に扱った.まずは,スピーカによる既知の音場に対する測定実験を行い,定量性やノイズの性質など偏光高速度干渉計を音場に適用した際の挙動を調べた.それらの結果に基づいて,干渉計によって得られたデータに対する信号処理手法について検討した.特に,ノイズの存在が位相アンラップを顕著に困難にするので,位相アンラップを行う前にそれらを除去する,観測データのノイズ除去に取り組んだ.さらに,位相シフト干渉法に特有な四枚の干渉画像を同時に計測する方法に着目し,イメージセンサの観測過程を定式化することで,上記提案手法を位相シフト干渉法に対してより効果的な手法に拡張した.その結果,10 dB以上SN比を改善することに成功した.これまで取り組んでいたレーザを用いた音響計測に加え,偏光高速度干渉計を用いた音響計測に取り組み,音場の二次元投影データを得ることが可能なシステムを構築した.特に測定データに対する信号処理において理論の構築と数値実験による評価,さらに実装を行った.当初の計画で予定していたシュリーレン法に基づく測定系では,物理現象の観測過程に微分が含まれており,それが本研究課題が目標としている可聴音の測定を困難にしていた.一方,偏光光学干渉計を用いた測定系を導入したことで,そのような微分が存在しない計測を行うことができるようになり,本研究課題の最終目標に本質的に近づいたと言える.また,測定系を変更したことによって生じた差異に適応した新たな信号処理に取り組み,得られた成果を論文誌に投稿した.これらの成果は,次年度の課題である三次元音場復元の目標達成のための基礎になるものであり,着実に目標達成に向かっている.本研究の目的は,光を用いた音響測定によって観測されるデータが光路上の積分値になる問題を解決し,二次元に投影された測定データから三次元音場を復元する手法を確立することである.前年度の研究では,光学的音響測定システム自体を発展させ,並列位相シフト干渉法を用いた二次元位相分布の高速測定を実現した.本年度は,そのシステムに対して複数の信号処理手法を提案することにより,システムがもつ本質的な計測誤差の低減を行った.具体的には,干渉縞の非線形誤差と位相ソフト誤差に起因するノイズを低減する手法を提案した.また,本研究の主目的である三次元音場の復元について,音響現象の物理モデルに基づくモデル化の検討と,その解析手法の具体的な提案を行うことで,光路上積分された複数の観測データから,積分される前の各点における音圧を復元することに成功した.これらの成果により,これまで以上に高精度に並列位相シフト干渉計測を行えるようになった.また,二次元に投影された測定データから三次元音場を復元する手法を提案したことにより,光学的音響測定手法の最大の難点である,光路上積分される観測原理を克服し,光学的音響測定手法の適用範囲を大幅に広げることに成功した.

これまで測定不可能だった音場を計測可能にしたという音響的な成果に加え,より一般の位相シフト干渉計測に対する提案をすることができ,今後の精密計測の新たな可能性を示すことができたと考えられる.今後,これらの手法により実現した高精度な光学的音響測定手法を,現実の音響問題に適用することで,産業的に有意義で効果的な計測手法が実現できると期待される.現在は,干渉計測データの空間的位相分布のみに着目した処理を提案しているが,今後は時間的な変化も考慮した処理について検討していく.また,観測対象が音であることを先験情報として導入し,更なるアルゴリズムの高度化を目指す.それに伴い,音響モデルや光路上の積分が都合よく計算できるような波動方程式の解空間の表現方法についても検討する.それらの結果を踏まえた上で,本研究テーマの主題である二次元データからの三次元音場の復元に取り組み,新たな音響計測手法の実現を目指していく所存である.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。