hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
空間非一様パターンを形成する反応拡散系がもつ構造の体系的理解

細胞の増殖過程や細胞内のシグナルのような局所的なプロセス(拡散しない)と細胞の周りを拡散する化学物質との相互作用から成るパターン形成を記述する反応拡散系について(1)非定数定常解の存在と安定性、(2)解の時間大域的挙動、の理解に取り組んだ。(1)では、定数定常解において拡散誘導不安定化を引き起こすメカニズムが、すべての非定数定常解をも不安定化させることが分かった。(2)では、ある空間非一様な初期値に対応する解が、有限もしくは無限時間で爆発することを明らかにした。拡散しない物質(細胞など)の増加プロセスとその周りを拡散する化学物質の相互作用により生じるパターン形成を記述する反応拡散系について、(1)非定数定常解の存在と安定性、(2)解の時間大域的挙動、の解析に取り組んだ。(1)では、昨年度までに具体的な発癌のメカニズムを記述する方程式系について得られていた結果を一般化することに取り組んだ。具体的には、ただ一つの拡散項をもつパターン形成を記述する反応拡散系について、どのような反応項の場合に非定数定常解が不安定化するかについて体系的に考察した。その結果、拡散しない物質に関する方程式の非線形項が自己増殖作用をもつならば、非定数定常解が不安定であるという結果を得た。自己増殖作用は拡散誘導不安定化と密接な関係があり、2つ以上の拡散する物質からなるパターン形成を記述する反応拡散系の多くは、拡散誘導不安定化に基づいている。今回の研究結果は、拡散がただ一つの場合には、拡散誘導不安定化のアイディアだけでは安定な非定数定常解の出現が期待できないことを示している。実際の生物現象においては、拡散や物質の相互作用以外にも、細胞の伸び縮みや受動的な物質の移動なども重要なメカニズムになっており、拡散誘導不安定化以外のアイディアの必要性が数学的にも明らかになった今回の結果は、研究の新たな方向性を示す一つとして重要である。(2)では、特に解の爆発について考察した。非線形項に関する体系的な理解の第一歩として、まずは方程式系にただ一つ含まれる拡散が非常に速いと仮定し、拡散係数を無限大とした極限方程式系を詳しく考察した。極限方程式系については、実際に爆発を誘発する初期値の構成方法を示すことができ、これは元の反応拡散系の爆発解のメカニズム解明に大変役立つ情報であると期待される。細胞の増殖過程や細胞内のシグナルのような局所的プロセス(拡散しない)と細胞の周りを拡散する化学物質との相互作用から成るパターン形成を記述する反応拡散系(reaction-diffusion-ODE system)について、研究期間全体を通じて(1)非定数定常解の存在と安定性、(2)解の時間大域的挙動、の理解に取り組んできた。考える方程式系は、拡散誘導不安定化に基づくものを扱う。その結果、reaction-diffusion-ODE systemのダイナミクスはパターン形成を記述する古典的な反応拡散系のそれとは大きく異なることを明らかにすることができた。(1)について昨年度までに得た結果として、reaction-diffusion-ODE systemでは、定数定常解において拡散誘導不安定化を引き起こすメカニズムが、すべての非定数定常解をも不安定化させることが分かった。(2)については、昨年度にいくつかの例について、拡散係数を無限大とした極限方程式系の解の爆発現象について解析を行った。最終年度である今年度は、この結果を元々のreaction-diffusion-ODE systemの場合に考察すること、そしてより一般の非線形項の場合に解の爆発現象が起こり得るかの考察を行った。その結果、拡散係数が十分大きい場合には、極限方程式の場合と同様に解の爆発を示すことができた。さらに、空間一様な解がすべての時刻で存在し一様に有界であっても、有限時間で爆発する解が存在し得ることが分かり、「拡散誘導爆発」の問題との関連が明らかとなった。これは、拡散が方程式系のダイナミクスに与える影響を理解する新たな研究の方向性も含む興味深い性質の発見である。現在、2本の論文を投稿中、2本の論文を投稿準備中である。拡散をただ一つしか持たないパターン形成を記述する反応拡散系について、「拡散が解のダイナミクスに与える影響の理解」が大いに進展した。まず、定常解の安定性に関しては、昨年度までに得られていた具体例に関する結果及び解析手法を一般化することができ、拡散がただ一つである場合の拡散誘導不安定化について、体系的な理解ができた。要約すると、拡散がただ一つである方程式系では、拡散誘導不安定化により非定数定常解も不安定することが分かった。また、解のダイナミクスに関しては、拡散誘導爆発について、そのメカニズムの理解が深まった。反応拡散系における拡散誘導爆発については、これまでに特別な反応項の場合にいくつか結果はあるが、体系的な理解はされていない。本研究では、拡散がただ一つである反応拡散系の極限方程式系については、多くの例で解が爆発する初期値の構成が可能であり、解が有限時間で爆発するメカニズムの理解が可能であることが分かった。

拡散をただ一つしか持たないパターン形成を記述する反応拡散系について、その解のダイナミクス解明を進める。特に、拡散項を無限大とした極限方程式系について得られた拡散誘導爆発の知見を基に、元の反応拡散系での爆発解のダイナミクスについて考察する。また、解のダイナミクスの予測を立てるためにも、数値実験も重要な研究の一部として行う。本研究は、A. Marciniak-Czochra (Heidelberg University)のグループと連携を密に行う。本研究により、反応拡散系を用いてパターン形成を説明するアイディアとして、拡散散誘導不安定化以外の必要性が示唆されるため、これまでの数学的結果とパターン形成という実際の現象を照らし合わせ、パターン形成における拡散の意味の考察、パターン形成に必要なメカニズムの推測を行い、新たな数理モデルの提唱へとつなげていく。当該年度は所属機関が変更となり出張の予定変更が生じたため、次年度に使用する研究費が生じた。この研究費は、次年度に旅費として使用する。次年度は本研究課題の最終年度であるため、研究成果をまとめるため、そして研究成果発表のために、旅費を多く必要とする。共同研究者の一人であるA. Marciniak-Czochra (Heidelberg University)のグループと研究打合せを行うための海外旅費、もしくは招聘旅費として、500,000円必要とする。さらに、研究成果発表旅費として、200,000円必要とする。また、研究成果をまとめるための資料に研究費を使用する。
文書認識の完全自動化

本年度の研究では、当初の目的であった。完全自動文書認識システムを完成させるまでに至らなかったが、次の成果を得た。これらを基礎にして展開研究を計画している。1.文字パターンの特徴量空間である196次元ベクトル空間において、各字種の特徴量の集まりを正2^N面体型特徴領域と2^N面体型特徴領域との共通部分として定め、字種間相互の特徴領域の重なりを調べた。2^N面体型特徴領域はマハラノビス距離による超球型特徴領域の近似であり、線形計画法を用いて重なりを調べるために導入した。調べた結果、1字種の特徴領域と重なる特徴領域を持つ字種数が平均79であることがわかった。これは、単純なマンハッタン距離を用いた正2^N面体型特徴領域だけによるものに較べて約1/5になっているが、まだ、重なりが大きいことを意味している。2.文字の特徴領域の重なりが類似文字に起因することに着目し、類似文字であるかどうかの判定法を考え、類似文字間の識別法としてその相違部分を重視する方法を考案した。また、低品質文字の認識のため、動的重み付き単純類似度を考え、つぶれ度による文字品質の判定により、品質に応じた識別手法を適用することで、より高精度な認識ができることを明らかにした。3.日本語文字列の生成確率モデルとして文字trigram-単語trigramの複合モデルを考え、これを用いて誤りを含む認識結果候補文字列からより正しいもの選択する手法を開発した。4.文書レイアウト解析については、必ずしも長方形ではない文章ブロックを抽出する方法を考案し、実験により検証した。本年度の研究では次の成果を得た。(1)文字パターンの特徴量空間は196次元ベクトル空間である。この内部構造をマンハッタン距離により分析するために、線形計画法に基づいた方法を開発した。その結果、特徴量空間の内部構造が各文字カテゴリ単位で複雑な配置をしていることが明らかになり、具体的な判断基準を得るまでに至っていない。空間の複雑さに対処するため、従来の距離尺度のかわりに新しく簡素化マハラノビス距離を導入した。それを用いることでより正確な認識ができることを確認している。さらに、類似文字を高精度に識別するために、マルチテンプレート化を考え、辞書の構成を改良した。この有効性を実験により明らかにした。これらをもとに、特徴量空間の内部構造の分析と正しさを保証する判断基準を求める手法を考察中である。(2)類似文字パターン識別のための後処理として、日本語の文字系列としての統計情報を活用する手法を考案した。新聞記事を対象に文字系列の発生頻度を調べ、n-gram確率としてデータを蓄積した。考案した手法は、このn-gram確率を用いて文章としての妥当性を判定する手法を認識文字候補の中から正しいものを選択することに適用するものである。(3)既存の認識アルゴリズムによる認識結果が正しいか否かを判定する機能として、(2)の後処理手法を組み込み、完全自動化文字認識アルゴリズム開発の第一段階を実現した。(4)認識対象文書から文章領域を分離抽出する文書レイアウト解析のため、文章領域を構成している文字行の相互関係に注目して、ボトムアップ的に文章領域を抽出する手法を開発した。さらに、文書内の表領域が規則的な短い文字列配置をとることに注目して、罫線の有無にかかわらず表領域を抽出する手法を開発した。この手法で、図や写真が入り組んで必ずしも長方形ではない文章領域も抽出できることを明らかにした。
超高圧下のX線その場解析法による無機化合物の構造相転移の研究

無機化合物の超高圧における相転移の研究は結晶化学的にも興味ある主題であり、又新物質合成の有力な手段でもある。圧力誘起相転移はクエンチ法によっても調べられるが、高圧相が不安定で、相転移が可逆な場合は、高温高圧下のX線解析により直接その結晶構造や圧縮率、相安定関係などを調べる必要がある。本研究で用いた強力X線源(ロ-タ-対陰極、12kW,金の白色X線)と固体素子検出器(SSD、2048チャンネル、26ー27eV/チャンネル)との組合せによるエネルギ-分散法による高圧下のX線解析システムは、上記の目的に最も適している。超高圧力の発生はキュ-ビックアンビル型250トンプレスを用い、6mm^3の空間に8GPaまでの圧力下で、X線解析実験を行った。X線源、SSDを搭載したゴニオメ-タは共通架台上にあり、光学系の調整を容易にした。SSD汎用ソフトの採用により、実験および解析の簡便化と、測定時間の短縮化を図っている。圧力標準として用いられるNaClの回析線のd値は0.1%の誤差範囲で測定でき、発生圧力を0.1GPaの精度で決定できる。KClのB1ーB2転移を室温で測定し、転移圧2.1GPa、体積減少13%の値を得た。又B1およびB2相の圧縮曲線を求め、体積弾性率としてそれぞれ18.2±0.2および21.5±1.1GPaを得た。これらの値は従来の報告と実験精度内で良く一致する。さらにSrF_2の蛍石ーPbCl_2型相転移を調べ、5.8GPaから相転移が起り、6.8GPaで高圧相のみとなること、圧力解放過程では1.7GPaまで高圧相が安定に保持され、大きなヒステリシスを示すことを明らかにした。これらの実験結果は、この相転移がマルテンサイト類似の機構で起る1次相転移で、圧媒体に由来する静水圧性に強く依存することを示す。このシステムは、可逆な構造相転移をはじめとした無機化合物の高圧下の結晶化学的研究に広く用いられることが期待される。高圧下では多数の物質が高密度相へ転移することが知られているが、クエンチ法では凍結できない不安定相の場合には高圧下のX線回折により構造を決定し、相平衡関係を調べる必要がある。本研究では既設の250トンキュ-ビックアンビルプレスに、60kV,200mAの回転対陰極型強力X線源を組み込み、SSDを用いたエネルギ-分散法により、最高圧力8GPa,最高温度800°CまでのX線回折実験を行なうことが目的である。装置設計にあたっては、線源と検出器を同一架台にのせ、光軸の調整を容易にすること、試料と線源および検出器との距離をできるだけ短かくし、効率の良い計測が行なえることなどの配慮をした。粉末試料はボロン・エポキシ圧媒体中に埋めこんだグラファイト加熱体に挿入し、一辺6mmのタングステンカ-バイトアンビル6個により加圧する。圧力較正の内部標準としても用いられるNaClの格子定数の圧力変化を測定し、装置が十分な性能を持っていることを確かめた。次年度以降、酸化物、丹化物あるいは金属合金系の高圧相転移実験を行なう計画である。

装置の設計製作と平行して、クエンチ法による圧力誘起構造相転移の研究を実施した。このうちMnF_2およびAnーGe,AgーGe合金に関する実験結果は公表ずみである。さらにフルオライトおよびその関連化合物としてBaF_2,La_2Zr_2O_7,あるいはSm_2O_3,Gd_2O_3などの高圧相転移についても実験を行ない、一部は本年春の日本化学会年会に発表する予定である。又関連する研究として、M_2O_3(M=Sc,Y,Sm,Gd,In)およびルチル型SnO_2,PbO_2,FeTaO_4について、衝撃誘起相転移の研究を行ない、論文を発表した他、軸圧および静水圧下のルチル型構造からの相転移に関する分子動力学計算を行ない、実験との対比をした。無機化合物の超高圧における相転移の研究は結晶化学的にも興味あり主題であり、又新物質合成の有力な手段でもある。圧力誘起相転移はクエンチ法によっても調べられるが、高圧相が不安定で、相転移が可逆な場合は、高温高圧下のX線解析により直接その結晶構造や圧縮率、相安定関係などを調べる必要がある。本研究で用いた強力X線源(ロ-タ-対陰極、12kW、金の白色X線)と固体素子検出器(SSD、2048チャンネル、26ー27eV/チャンネル)との組合せによるエネルギ-分散法による高圧下のX線解析システムは、上記の目的に最も適している。超高圧力の発生はキュ-ビックアンビル型250トンプレスを用い、6mm^3の空間に8GPaまでの圧力下で、X線解析実験を行った。X線源、SSDを搭載したゴニオメ-タは共通架台上にあり、光学系の調整を容易にした。SSD汎用ソフトの採用により、実験および解析の簡便化と、測定時間の短縮化を図っている。圧力標準として用いられるNaClの回析線のd値は0.1%の誤差範囲で測定でき、発生圧力を0.1GPaの精度で決定できる。KC1のB1ーB2転移を室温で測定し、転移圧2.1GPa、体積減少13%の値を得た。又B1およびB2相の圧縮曲線を求め、体積弾性率としてそれぞれ18.2±0.2および21.5±1.1GPaを得た。これらの値は従来の報告と実験精度内で良く一致する。さらにSrF_2の蛍石ーPbCl_2型相転移を調べ、5.8GPaから相転移が起り、6.8GPaで高圧相のみとなること、圧力解放過程では1.7GPaまで高定相が安定に保持され、大きなヒステリシスを示すことを明らかにした。これらの実験結果は、この相転移がマルテンサイト類似の機構で起る1次相転移で、圧媒体に由来する静水圧性に強く依存することを示す。このシステムは、可逆な構造相転移をはじめとした無機化合物の高圧下の結晶化学研究に広く用いられることが期待される。
超高速・大容量な光符号分割多元接続通信方式の研究

将来の高速光ファイバ通信の多重方式としてコヒーレント超短光パルス符号分割多元接続通信システム(以降、本システムと称す)に注目し、ビット誤り率の解析に取り組み良好な成果を挙げた。本システムの特徴は信号が広帯域で高速通信が容易なこと、非同期通信ができること、多数のユーザを一つのチャネルに収容できることにある。コヒーレント超短光パルスは持続時間がピコ秒以下と極めて短く、その位相スペクトルを符号化することで多重化を実現する。具体的に取り組んだ内容は、伝達関数行列を用いた本システムのビット誤り率の解析である。伝達関数行列は本システムを相互接続する光ファイバのインパルス応答のフーリエ変換として定義され、光パルス直交モードの偏光状態、位相差、エネルギー分布をパラメータにもつ。解析の結果、ビット誤り率は信号帯域幅と共に増加することを示した。またファイバに入射する光信号の偏向角度はビット誤り率に影響しないことを示した。最後にビット誤り率を改善するには信号帯域を適切に選択することが重要であることを示した。将来の高速光ファイバ通信の多重方式としてコヒーレント超短光パルス符号分割多元接続通信システム(以降、本システムと称す)に注目し、二つの課題に取り組み良好な成果を挙げた。一つ目はユーザ数が符号長よりも多いときに本システムの性能を向上させるために4値M系列を導入した。4値M系列は2値M系列から生成し、相関特性を評価した。次いで4値M系列を導入したシステムのビット誤り率を解析した。解析の際には雑音として多元接続干渉、ビート雑音、増幅自然放出、ショット雑音、熱雑音を考慮した。その結果として2値M系列に代えて4値M系列を導入すると本システムのビット誤り率が1桁改善することを示した。また受信信号電力が十分高いときには多元接続干渉とビート雑音がビット誤り率の制限要因となり、受信信号電力が低いときには増幅自然放出とショット雑音、熱雑音がビット誤り率の制限要因となることを示した。二つ目は伝達関数行列を用いて本システムのビット誤り率を解析した。伝達関数行列は本システムを相互接続する光ファイバのインパルス応答のフーリエ変換として定義される。
対外的危機と討幕派の形成の関連について〜信州松代藩を対象に〜

天保期に、藩主が老中・海防掛として幕政に携わり、自藩においても積極的に幕府の政策に同調していた松代藩が、維新時には藩長に次ぐ討幕派の先鋒となった過程を究明することによって、幕藩制解体のメカニズムに迫ることを本研究の目的としている。そこでまず、本研究ではその第1段階として、嘉永年間におこった一連の失脚事件の具体的解明をめざした。使用した文書は国立史料館所蔵の真田家文書である。その結果、判明したことは、以下の4点である。(1)嘉永56年にかけて失脚した人々の中には、軍事関係の職についていた者が相当数含まれている。しかし、必ずしも要職にあった者ばかりではなく、むしろ階層はまちまちで、現在の段階では共通性、規則性を見いだしえない。(2)嘉永56年からしばらくの間、刷新、一新御改革などという単語が触れなどに用いられるが、特に何かを改めるという風潮は見られない。まして、これまでの政策を批判したりするような文書は見当らない。(3)しかし、家老であり、藩主の一族でありながら、前藩主治世中にはほとんど公文書に名を表わさなかった真田志摩という人物が、嘉永56年からしばらくの間、政務を担当している。この人物は幕末に藩論を討幕に統一した人物である。さらに、この側近と思われる集団が相談して政務にあたったことが、推測される一連の書簡群が残存している。(4)(1)、(2)から実際の政策を具体的に検討することが必要だと考え、軍事、財政関係の古文書を撮影し解読にあたっている。解読の結果、詳細が判明すれば、さらに検討を加える予定である。今回調査した古文書の解読は全て終わってはおらず、したがって得たデータも一部分であるので、詳細については今後さらに検討を加えたい。
多角的視点に立つ「新インド論理学史」確立のための国際共同研究

(1)研究代表者の桂は、2000年8月7-9日、東京で開催された「第一回議論学国際学術会議」で「インドにおける討論の伝統」について基調講演を行った。この会議に参加して、近年再評価されているレトリックの論理や非形式論理学が、インド論理学の分析のために導入できることを確信した。(2)2000年8月27日9月2日、モントリオールで開催された「国際アジア北アフリカ研究集会」に研究組織のほぼ全員が集合した。マギル大学のギロン教授が主催した「インド論理学」のパネルで、桂は、インド論理学史を回顧するとき従来の「演繹か帰納か」という枠組みに、パースの提案した「アブダクション」という視点を導入する必要性を論じた。研究分担者の小川・稲見・本田は、それぞれバルトリハリやダルマキールティの論理的思考の分析を行った。ローザンヌ大学のティレマンズ教授は、インド論理学における<喩例>の役割についてダルマキールティを中心に論じた。オーストリア学士院のプレッツ博士は、ニヤーヤ学派の<ジャーティ>というカテゴリーの新しい評価を提示した。同じく、クラッサー博士は、ダルマキールティの<プラマーナ>(正しい認識手段)の定義をめぐる近年の論争に終止符を打つ重要な発表を行った。ギロン教授は、インド論理学史を西洋論理学史と比較して考えるとき、notationの導入の有無を考慮すべきことを論じた。学会期間中、「新インド論理学史」の執筆担当者であるギロン教授、主たる協力者であるティレマンズ教授、プレッツ博士、編集担当のブロンコースト教授などと一緒に、「インド論理学史」完成のための具体的な役割分担とスケジュールを相談した。(3)本プロジェクトにたいする科学研究費の援助は終了するが、2001年6月ポーランドで開催される「インド論理学」のワークショップにほぼ全員が再結集して、さらに議論を深める予定であり、数年後には、新しい「インド論理学史」の完成を目指している。1.1999年8月23日28日、スイスのローザンヌ大学で開催された「第12回国際仏教学会」に研究組織のほぼ全員が集合した。研究代表者の桂は「インド論理学における<喩例>の役割」というパネルを主催し、研究協力者であるウィーン大学のプレッツ博士・マギル大学のギロン教授他4名のパネリストとともに研究発表し、多数の参加者を得て有意義な議論をすることができた。研究分担者、小川・稲見・本田もインド論理学に関する研究発表を行った。学会を主催したローザンヌ大学のティレマンズ・ブローコースト両教授を中心に「新しいインド論理学史」執筆のための基本構想を検討した。桂・小川・本田は、引き続きドイツのデュッセルドルフの日本文化センターで開催された「宗教文献の翻訳」に関するワークショップに参加した。桂は、仏教論理学文献の翻訳について講演するとともに、出席者のうちのリントナー博士などとインド論理学の最近の研究に関する情報交換を行った。2.インド論理学の主要文献の電子テキスト・データベース作成のための作業を広島大学他で分担して行った。本年度は特にニヤーヤ学派の主要文献の入力に主力を注いだ。3.研究代表者である桂と研究協力者であるマギル大学のギロン教授は、研究分担者および他の研究協力者の研究成果を参照して、全く新しい「インド論理学」の道史を執筆するための意見の交換を電子メイルなどによって行いつつある。来年度も、8月27日9月2日にモントリオールで開催される「国際アジア北アフリカ学会」に、研究組織の構成員が集合して、議論を継続する予定である。

ギロン教授が企画したパネルには世界各国から既に20名の研究発表が予定されている。(1)研究代表者の桂は、2000年8月7-9日、東京で開催された「第一回議論学国際学術会議」で「インドにおける討論の伝統」について基調講演を行った。この会議に参加して、近年再評価されているレトリックの論理や非形式論理学が、インド論理学の分析のために導入できることを確信した。(2)2000年8月27日9月2日、モントリオールで開催された「国際アジア北アフリカ研究集会」に研究組織のほぼ全員が集合した。マギル大学のギロン教授が主催した「インド論理学」のパネルで、桂は、インド論理学史を回顧するとき従来の「演繹か帰納か」という枠組みに、パースの提案した「アブダクション」という視点を導入する必要性を論じた。研究分担者の小川・稲見・本田は、それぞれバルトリハリやダルマキールティの論理的思考の分析を行った。ローザンヌ大学のティレマンズ教授は、インド論理学における<喩例>の役割についてダルマキールティを中心に論じた。オーストリア学士院のプレッツ博士は、ニヤーヤ学派の<ジャーティ>というカテゴリーの新しい評価を提示した。同じく、クラッサー博士は、ダルマキールティの<プラマーナ>(正しい認識手段)の定義をめぐる近年の論争に終止符を打つ重要な発表を行った。ギロン教授は、インド論理学史を西洋論理学史と比較して考えるとき、notationの導入の有無を考慮すべきことを論じた。学会期間中、「新インド論理学史」の執筆担当者であるギロン教授、主たる協力者であるティレマンズ教授、プレッツ博士、編集担当のブロンコースト教授などと一緒に、「インド論理学史」完成のための具体的な役割分担とスケジュールを相談した。(3)本プロジェクトにたいする科学研究費の援助は終了するが、2001年6月ポーランドで開催される「インド論理学」のワークショップにほぼ全員が再結集して、さらに議論を深める予定であり、数年後には、新しい「インド論理学史」の完成を目指している。
高齢者の夜間せん妄に対するユリン作動性薬剤による治療法の開発

高齢者専門の総合病院の精神科で疫学的研究を中心に行った。過去3年6カ月の精神科全入院患者700例中せん妄を呈した連続120例を対象に研究を行った。せん妄患者の年齢分布は60歳から93歳で、これら120例のうち薬物中毒によるせん妄は20例で中枢性抗コリン作用を持つパーキンソン病治療薬や抗うつ薬が18例とほとんどを占め、高齢者のせん妄で中枢成抗コリン作用を持つ薬剤でせん妄が起きやすいことがわかった。これらの結果の一部を1994年7月にワシントンで行われた国際精神神経薬理学会で発表し、1995年に国際誌Neurologyに英文で、精神科治療学、臨床と薬物治療、治療学などに論文発表し、Gustav Fischerよりドイツ語の著書に発表した。さらに中枢性抗コリン作用を持たない四環系抗うつ薬のミアンセリンを用いたせん妄治療を開発し、62例の高齢せん妄患者にこれを試み、良好な結果を得た。これを国際誌Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatryに投稿受理され96年前半に出版予定である。脳のコリン作動神経機構を活性化する事で、せん妄を治療する技術を開発するための実験を行った。現在入手可能な薬剤で最も副作用なくコリン作動性神経機構を活性化するものとして、ビタミンB12が優れていることがわかった。そこで予備的検討してビタミンB12の生体リズムに与える影響を健常人を用いて研究した。この結果、ビタミンB12は生体リズムの昼夜のめりはりをつけ日中の覚醒レベルを上昇させることがわかった。これは、今後せん妄の治療に役立てうるものと考えられた。この結果は、1995年に国際誌Neuroscience Lettersに発表した。痴呆症状に対してもコリン作動性神経機構を活性化が有効であることが疑われたため、これを副作用なく活性化する女性ホルモン(エストロゲン)をアルツハイマー型痴呆に投与し、せん妄を含む痴呆症状が改善したことを、1995年に国際誌Dementiaに発表した。1)本年度は、高齢者専門の総合病院の精神科で疫学的研究を中心に行った。これらせん妄患者の年齢分布は60歳から93歳で、75から79歳が一番多く、75才以上の患者が半数以上をしめていた。入院の経路としては他の病院からの紹介が約80%で、院内他科からせん妄による治療困難を理由とした転科が約20%だった。これら120例のうち70例と半数以上に、急性に意識障害をおこしうる直接原因が同定された。直接原因としては、脳血管障害急性期、薬物中毒、中枢神経系感染症、てんかん、頭部外傷急性期、離脱、代謝性脳症などであった。薬物中毒によるせん妄は20例で中枢性抗コリン作用を持つパーキンソン病治療薬や抗うつ薬が18例とほとんどを占めた。高齢者のせん妄でも急性に意識障害を起こし得る原因をもつ症例が多く、中枢性抗コリン作用を持つ薬剤でせん妄が起きやすいことがわかった。これらの結果の一部を1994年7月にワシントンで行われた国際精神神経薬理学会で発表した。

2)時間生物学的研究を進めるため、正常人を用い低照度光下で運動制限を行った際のメラトニンおよびコルチゾル分泌リズムを4例について測定した。メラトニンについては分泌立ち上がり時刻が、コルチゾルでは分泌のピークが生体リズムの指標として最も妥当性が高いことが示唆された。本年度は、高齢者専門の総合病院の精神科で疫学的研究の結果の一部を1994年7月にワシントンで行われた国際精神神経薬理学会で発表し、1995年の国際誌Neurologyに英文で、精神科治療学、臨床と薬物治療、治療学などに論文発表し、Gustav Fischerよりドイツ語の著書に発表した。さらに中枢性抗コリン作用を持たない四環系抗うつ薬のミアンセリンを用いたせん妄治療を開発し、62例の高齢せん妄患者にこれを試み、良好な結果を得た。これを国際誌Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatryに投稿受理され96年前半に出版予定である。脳のコリン作動性神経機構を活性化する事で、せん妄を治療する技術を開発するめの実験を行った。現在入手可能な薬剤で最も副作用なくコリン作動性神経機構を活性化するものとして、ビタミンB12が優れていることがわかった。そこで予備的検討としてビタミンB12の生体リズムに与える影響を健常人を用いて研究した。この結果、ビタミンB12は生体リズムの昼夜のめりはりをつけ日中の覚醒レベルを上昇させることがわかった。これは、今後せん妄の治療に役立てうるものと考えられた。この結果は、1995年に国際誌Neuroscience Lettersに発表した。痴呆症状に対してもコリン作動性神経機構を活性化が有効であることが疑われたため、これを副作用なく活性化する女性ホルモン(エストロゲン)をアルツハイマー型痴呆に投与し、せん妄を含む痴呆症状が改善したことを、1995年に国際誌Dementiaに発表した。
欠測値をもつ多次元データに対する統計的手法の開発とその応用

本研究は,平成29年度に引き続き,多次元データにおいてデータベクトルの成分が一部分欠測している下で,以下の内容について研究成果を得た.1.平均ベクトルの検定については,平成29年度は主に尤度比検定統計量について議論したが,平成30年度は,2標本問題を中心にT^2型検定統計量について,検定統計量の分解を利用した分布関数とその上側パーセント点の近似を導出することに成功している.この結果は漸近展開法によるもので,非常に良い近似となっている.関連して,一般欠測データの下での2標本問題における多変量正規母集団の同等性検定や2ステップ単調欠測データの下での部分平均ベクトルの検定問題についても研究し,いくつかの成果をあげている.2.プロフィール分析については,平成29年度,平行性仮説検定問題に注目し,単調欠測データの下で,一様共分散構造をもつ多変量正規分布に従う場合の尤度比検定統計量とその正確な帰無分布を導出することに成功したが,平成30年度はそれを受けて,水準差の信頼区間について議論し,精度の良い近似信頼区間の導出に成功している.この水準差の推定は,平行性仮説が採択された場合,すなわち,プロフィール間で平行性が認められた場合に問題となるもので,本研究では,単調欠測データの下で2群の場合に対する近似信頼区間を与えている.3.単調欠測データの下での成長曲線モデルに関する研究については,平成29年度に引き続いて研究を進め,成長曲線モデルに関するパラメータの推定やその性質及びAIC型選択規準について考え,いくつかの理論的結果を得ている.本研究課題は,欠測値をもつ多次元データに関する統計的推測や仮説検定問題についてであり,最尤推定量や尤度比ベースの検定統計量などの開発とその帰無分布の導出などを試みることであるが,これまでの研究成果をもとに,上記の「研究実績の概要」で述べた単調欠測データの下での2標本問題におけるT^2検定については,成果をまとめることができ,現在論文投稿中である.また,同様に,プロフィール分析の平行性仮説検定についての検定法の成果を受けて,その続きである水準差の信頼区間についても,近似信頼区間ではあるが,順調に成果を上げることができ,現在まとめているところであり,論文作成中である.しかしながら,当初考えていた平均ベクトルに関する検定統計量分布の高次の項まで漸近展開についてはかなりの計算量があるため滞っている.このような理由から全体的にはおおむね順調に進展している.一般欠測データの下での2標本問題における多変量正規母集団の同等性検定を多標本問題に拡張することや多変量正規性検定の研究についても引き続き進めていく予定である.さらに,平均ベクトルの検定問題については,これまでのものよりも精度の良い近似帰無分布をもつ新たな検定統計量も一部導出できており,研究を進め,まとめていく予定である.また,部分平均ベクトルの検定問題や成長曲線モデルの下での推定とAIC型情報量規準についてはこれまでの結果を論文としてまとめ投稿する予定である.これらの研究を円滑かつ発展性のある研究にするために,本研究分野の第一人者でもある国内外の交流のある研究者らのレビューを受けるとともに,情報交換及び討論を行う.そして研究成果については,随時,国内外の学会や国際会議で積極的に口頭発表することによって,多くの研究者の助言も得ながら実りあるものにしていく.さらに助教・大学院生の研究協力も得ながら,最終年度である本研究の研究成果のまとめを行う予定である.成分の一部がランダムに欠測しているデータベクトルによって構成されるデータ行列に対して,特に単調欠測データ(データベクトルの成分の値が欠測するとそれ以降の成分もすべて欠測するデータのこと)の仮定の下で平成29年度は大きく分けて以下の4つの内容について研究成果を得た.1つ目は平均ベクトルの検定問題で,1標本問題及び2標本問題を含む多標本問題(MANOVA)について,以前から尤度比検定統計量の近似上側パーセント点の導出と修正尤度比検定統計量や変換統計量などを議論し投稿中であったが,修正や改良を行い,海外の査読付き学術雑誌に論文として掲載された.2つ目は,多標本問題に対する部分平均ベクトルの検定問題に関するもので,完全データの場合の議論がこれまでになかったことから,単調欠測データの場合を議論する前に完全データの場合の尤度比検定統計量の導出とその分布について,近似上側パーセント点を与え,モンテカルロシミュレーションにより数値的評価を与えた.さらに,単調欠測データの場合については2-step単調欠測データの下で議論を行い,いくつかの成果を得た.3つ目は,プロフィール分析に関するもので,一様共分散構造をもつ平行性仮説検定問題について,尤度比検定統計量とその帰無分布の導出に成功した.4つ目は,平均ベクトルにある種の構造がある場合の問題であり,具体的には経時データなどの場合に考える成長曲線モデルの下でのパラメータの推定や検定に関する問題で,平成29年度は2-step単調欠測データについて議論を行い,平均パラメータや分散共分散行列の最尤推定量の導出を試みいくつかの成果を得た.平成29年度は,研究実施計画では,1標本問題の平均ベクトルのT^2型検定統計量について単調欠測データの下でその分布に対する漸近展開を高次の項まで導出するとしているが,膨大な計算量があり,結果には至っていない.しかしながら着実に計算は進めているところである.また,多変量正規性検定問題については,新たな検定統計量の提案とその分布の平均と分散を求めることを目的としており,方針は決まりいくつかの結果が得られている.部分平均ベクトルの検定問題については成果をまとめ,論文作成中である.

本研究は,平成29年度に引き続き,多次元データにおいてデータベクトルの成分が一部分欠測している下で,以下の内容について研究成果を得た.1.平均ベクトルの検定については,平成29年度は主に尤度比検定統計量について議論したが,平成30年度は,2標本問題を中心にT^2型検定統計量について,検定統計量の分解を利用した分布関数とその上側パーセント点の近似を導出することに成功している.この結果は漸近展開法によるもので,非常に良い近似となっている.関連して,一般欠測データの下での2標本問題における多変量正規母集団の同等性検定や2ステップ単調欠測データの下での部分平均ベクトルの検定問題についても研究し,いくつかの成果をあげている.2.プロフィール分析については,平成29年度,平行性仮説検定問題に注目し,単調欠測データの下で,一様共分散構造をもつ多変量正規分布に従う場合の尤度比検定統計量とその正確な帰無分布を導出することに成功したが,平成30年度はそれを受けて,水準差の信頼区間について議論し,精度の良い近似信頼区間の導出に成功している.この水準差の推定は,平行性仮説が採択された場合,すなわち,プロフィール間で平行性が認められた場合に問題となるもので,本研究では,単調欠測データの下で2群の場合に対する近似信頼区間を与えている.3.単調欠測データの下での成長曲線モデルに関する研究については,平成29年度に引き続いて研究を進め,成長曲線モデルに関するパラメータの推定やその性質及びAIC型選択規準について考え,いくつかの理論的結果を得ている.本研究課題は,欠測値をもつ多次元データに関する統計的推測や仮説検定問題についてであり,最尤推定量や尤度比ベースの検定統計量などの開発とその帰無分布の導出などを試みることであるが,これまでの研究成果をもとに,上記の「研究実績の概要」で述べた単調欠測データの下での2標本問題におけるT^2検定については,成果をまとめることができ,現在論文投稿中である.また,同様に,プロフィール分析の平行性仮説検定についての検定法の成果を受けて,その続きである水準差の信頼区間についても,近似信頼区間ではあるが,順調に成果を上げることができ,現在まとめているところであり,論文作成中である.しかしながら,当初考えていた平均ベクトルに関する検定統計量分布の高次の項まで漸近展開についてはかなりの計算量があるため滞っている.このような理由から全体的にはおおむね順調に進展している.T^2型検定統計量の分布関数および上側パーセント点の高次の項までの漸近展開については,計算チェックを行い,成果を出す予定である.プロフィール分析の平行性仮説検定問題,成長曲線モデルの下でのパラメータの推定問題については,今後論文としてまとめ,学術雑誌に投稿する予定である.多変量性検定問題については,摂動展開により,検定統計量の平均と分散を求めることが可能であり,結果を導出する.一般欠測データの下での2標本問題における多変量正規母集団の同等性検定を多標本問題に拡張することや多変量正規性検定の研究についても引き続き進めていく予定である.さらに,平均ベクトルの検定問題については,これまでのものよりも精度の良い近似帰無分布をもつ新たな検定統計量も一部導出できており,研究を進め,まとめていく予定である.
誘電体のフォノン励起とフォノンコヒーレンスの研究

我々が当初フォノンを観測していると考えていたNdGaO_3結晶の585nmにおける四光波混合(FWM)の変調信号は、低温での詳しい吸収測定の結果から判断して、複数の吸収線間の量子ビートであると理解すべきであると結論した。その信号波形はNdGaO_3結晶の吸収線が低温で均一に拡がっていることを示しており、興味深いので詳しく解析を行いその成果を論文として発表した。しかし、その成果はこの科研費の研究課題の目的とするフォノン励起とは異なっている。フォノン励起の研究は、対象とする誘電体としてSrTiO_3,BaTiO_3結晶を用いてラマン励起的なフォノン生成に絞って行った。しかし、BaTiO_3結晶については良質の結晶が入手できず、測定を行えなかった。【実験装置と方法】チタンサファイア再生増幅器からのフェムト秒高出力パルスを用いた。出力パルス光は1パルス当たり800(μJ)のエネルギーを持ち、パルス幅は約130(fs)であるので、先頭出力は6.2×10^9(W)になる。チタンサファイア再生増幅器の出力は、2本の強い励起光(波数ベクトルk_1,k_2)と1本のprobe光(波数ベクトルk_3)に分け、BOXCARSの配置で試料を励起した。2本の励起光の時間を同時にしたときの、k_3+k_2-k_1方向に散乱される信号光を、励起光とprobe光の遅延時間τの関数として測定した。【実験結果】(1)測定系の時間分解能のチェックとして、CS_2を試料として用いた測定を行った。信号は2重指数関数的に減衰し、緩和時間は0.4(ps),0.7(ps)と求められた。これらはCS_2のカー効果によるもので、配向分極の緩和に対応する時間である。この測定から、我々の測定系がほぼ0.2(ps)の時間分解能を有することが確認できた。(2) SrTiO_3の結晶を励起したときの信号波形を詳しく測定した。τ=0のときには、k_3+k_2-k_1方向に強い信号光が回折される。その強度は、大きな非線形感受率を持つCS_2よりも1桁近く強いものである。この信号は主に電子分極によるものであり、SrTiO_3結晶が非線形媒質としても有用であることを示している。しかし、フォノン励起したときに、τ>パルス幅の時間に期待される信号の残存や回折光の変調は観測できなかった。E_2モードフォノンを励起するために2つの励起光の偏光を直交させた場合にも、フォノン励起による信号は観測できなかった。しかし、励起されたフォノンの寿命が長くなると考えられる低温(10K)で2つの励起光の偏光を直交させた測定では、フォノン励起によると思われる信号がパルス幅より後のτの位置にかすかに観測できた。今後、この信号を再確認すること、結晶軸に対する励起光の偏光依存性を調べること等を行う予定である。

しかし、フォノン励起したときに、τ>パルス幅の時間に期待される信号の残存や回折光の変調は観測できなかった。E_2モードフォノンを励起するために2つの励起光の偏光を直交させた場合にも、フォノン励起による信号は観測できなかった。しかし、励起されたフォノンの寿命が長くなると考えられる低温(10K)で2つの励起光の偏光を直交させた測定では、フォノン励起によると思われる信号がパルス幅より後のτの位置にかすかに観測できた。今後、この信号を再確認すること、結晶軸に対する励起光の偏光依存性を調べること等を行う予定である。我々が当初フォノンを観測していると考えていたNdGaO_3結晶の585nmにおける四光波混合(FWM)の変調信号は、低温での詳しい吸収測定の結果から判断して、複数の吸収線間の量子ビ-トであると理解すべきであると考えられる。その信号波形は、NdGaO_3結晶の吸収線が低温で均一に拡がっていることを示しており興味深いが、この科研費の研究課題と異なるので、研究対象をSrTiO_3,BaTiO_3結晶でのラマン励起的なフォノン生成に絞って行った。今年度前半は、レーザー系が不調であったが、後半に入り回復したので以下のような研究を行った。(1)チタンサファイア再生増幅器の調整を行い、パルス幅120fs、出力800μw/pulseの出力光を安定に得られるようにした。(2)チタンサファイア再生増幅器の出力を、2本の励起光(波数ベクトルk_1,k_2)と1本のprobe光(波数ベクトルk_3)に分け、BOXCAR配置で試料を励起、観測するように光遅延系を整備した。時間遅延は1fsの精度で行える。(2)BOXCAR配置でSrTiO_3結晶を励起したとき、励起光とprobe光の遅延時間が零の時に、probe光のk_3-(k_1-k_2)方向への強い回折を観測した。これは主に励起光によってSrTiO_3結晶の電子状態に作られた回折格子による散乱であるが、probe光の遅延時間を変化させて散乱光の変化を測定すれば、ラマン的に励起されたコヒーレントフォノンによる回折光の変調が観測されるはずである。現在のところ、まだフォノン生成による散乱の効果は検出していないが、励起光の強度、偏向状態の適正化を行えば検出できると考えている。既に研究例のあるBaTiO_3結晶で予備実験を行う予定であったが、良質のBaTiO_3結晶の入手に時間がかかり、まだ行えていない。BaTiO_3結晶は今年度末に納入される予定である。今後、整備したレーザー系を用いて、BaTiO_3,NdGaO_3結晶でもラマン励起によるフォノン生成の観測を行っていく予定である。我々が当初フォノンを観測していると考えていたNdGaO_3結晶の585nmにおける四光波混合(FWM)の変調信号は、低温での詳しい吸収測定の結果から判断して、複数の吸収線間の量子ビートであると理解すべきであると結論した。その信号波形はNdGaO_3結晶の吸収線が低温で均一に拡がっていることを示しており、興味深いので詳しく解析を行いその成果を論文として発表した。しかし、その成果はこの科研費の研究課題の目的とするフォノン励起とは異なっている。フォノン励起の研究は、対象とする誘電体としてSrTiO_3,BaTiO_3結晶を用いてラマン励起的なフォノン生成に絞って行った。しかし、BaTiO_3結晶については良質の結晶が入手できず、測定を行えなかった。【実験装置と方法】チタンサファイア再生増幅器からのフェムト秒高出力パルスを用いた。出力パルス光は1パルス当たり800(μJ)のエネルギーを持ち、パルス幅は約130(fs)であるので、先頭出力は6.2×10^9(W)になる。
「彫刻の似合う景観」を創出するまちづくり手法に関する研究

本研究は、景観まちづくり施策を展開するにあたって、彫刻設置による景観形成を目指すための手法、具体的な設置ガイドライン策定への知見を明らかにすることを目的としている。(1)バルセロナ市、アムステルダム市の彫刻設置空間の特徴と景観の視覚的特徴を明らかにした。(2)彫刻設置事業プロセスを明らかにした。(3)オーダーメード方式による彫刻設置空間の特徴と景観の視覚的特徴を明らかにした。(4)以上を日本の都市と比較し、その違いを明らかにした。本研究は、景観施策を展開するにあたって、彫刻設置による景観形成を目指すためのまちづくり手法、および、具体的な彫刻設置ガイドライン策定への知見を客観的アプローチによって明らかにすることを目的としている。本年度は、下記について実施し、研究発表を行った。(1)屋外に彫刻設置を行う際に設置空間をあらかじめ設定し、その都市空間や景観形成に配慮した彫刻設置を実施する「オーダーメイド方式」を採用している、仙台市(24作品)、碧南市(13作品)について、資料収集、現地調査を実施し、その視覚的特徴(視点場の状況、各種景観構成要素までの距離、プロポーション、視角)を明らかにした。また、「オーダーメイド方式」を採用していない都市(福井市、長野市、金沢市、河内長野市、宇部市の特徴(既往研究成果))と比較し、その違いを明らかにした。さらに、屋外彫刻設置の事業プロセスについて、明らかにし、その特徴を整理した。(2)海外の屋外彫刻設置都市として、バルセロナ市、アムステルダム市を取り上げ、資料収集、現地調査を実施し、その視覚的特徴(視点場の状況、各種景観構成要素までの距離、プロポーション、視角)を明らかにした。また、日本の都市(福井市、長野市、金沢市、河内長野市、宇部市の特徴(既往研究成果))と比較し、その違いを明らかにした。さらに、バルセロナ市とアムステルダム市の行政担当者にアンケートを実施し、屋外彫刻設置の事業プロセスについて、明らかにし、その特徴を整理した。本研究は、景観施策を展開するにあたって、彫刻設置による景観形成を目指すためのまちづくり手法、および具体的な彫刻設置ガイドライン策定への知見を客観的アプローチによって明らかにすることを目的としている。本年度は、下記に関して昨年度の成果を検証しながら精緻化し、国際会議等で成果発表を行った。(1)屋外に彫刻設置を行う際に設置空間をあらかじめ設定し、その都市空間や景観形成に配慮した彫刻設置の実施を行う「オーダーメード方式」を採用している2都市、37作品について、視覚的特徴を明らかにし、「オーダーメード」方式を採用していない都市と比較し、その違いについて関係者のヒアリングを通して詳細を検討した。(2)海外の屋外彫刻設置都市として対象としているバルセロナ市とアムステルダム市の視覚的特徴と事業プロセスについて、日本のケースと比較検討し、その違いと特徴を検証した。現地調査が予定通り実施できたことで、研究の進捗は、概ね予定通り進んでいる。都市計画・都市デザイン1.今後は、バルセロナ市とアムステルダム市のサンプルと「オーダーメイド方式」でのサンプルを比較考察する。2.彫刻の似合う都市景観についての被験者実験の具体的な実施内容について検討し、ワークショップ形式で実施する。
近赤外分光法による局所組織酸素代謝量計測法の開発

近赤外光を用いた無侵襲血中酸素飽和度計測法(オキシメトリ)として,透過光を用いたパルスオキシメトリ(動脈血酸素飽和度(SaO2)計測法)は,既に幅広く利用されており,さらに反射光を用いた方法は,額・胸部といった様々な部位への適用が可能であることから臨床上さらなる活用が期待されている.しかしながら,パルスオキシメトリによって得られる指標は組織に流入する酸素に関してのみであり,組織の活動に関係する酸素消費といった重要な指標を得ることは出来ない.以上のことをふまえ,ここでは,組織の酸素代謝量(VO2)計測を行うことを目指し,近赤外光を用いた測定法の開発を行った.組織VO2は組織血流量が既知であれば,生理学な基本原理(フィックの原理)の適用から,対象組織に流入した酸素濃度(動脈系)と流出した酸素濃度(静脈系)の差から求めることが可能となる.そこで,SaO2計測には,一般的なパルスオキシメトリの原理(光電容積信号の脈波成分)を使用し,一方,静脈血酸素飽和度(SvO2)計測には,光電容積信号において,基線の変動分が静脈血の容積変動分に対応しているとした方法に基づいて測定法の実現を行った.結果として,750/830nmの2波長を用いた反射型光電センサを作成し,ヒトにおける実験的評価を行い,理論的に予想した結果と同様の結果を得た.さらに,前腕や,大腿部において静的な運動負荷中の計測が可能であることも実験的に確認された.また,新たに,血中ヘマトクリット値をヘモグロビンの等吸収点を用いた光電容積信号にて計測する方法を開発し,この方法が開発されたことにより,従来のドップラ血流量計測法などが血球成分の変化量のみを計測していたものが,ヘマトクッリト値を用いて換算することにより,血球成分と血漿成分の合計である全血液量の計測が可能となる.今後は,より精度の高い計測法を目指し改善を行う.近赤外光を用いた無侵襲血中酸素飽和度計測法(オキシメトリ)として,透過光を用いたパルスオキシメトリ(動脈血酸素飽和度(SaO2)計測法)は,既に幅広く利用されており,さらに反射光を用いた方法は,額・胸部といった様々な部位への適用が可能であることから臨床上さらなる活用が期待されている.しかしながら,パルスオキシメトリによって得られる指標は組織に流入する酸素に関してのみであり,組織の活動に関係する酸素消費といった重要な指標を得ることは出来ない.以上のことをふまえ,ここでは,組織の酸素代謝量(VO2)計測を行うことを目指し,近赤外光を用いた測定法の開発を行った.組織VO2は組織血流量が既知であれば,生理学な基本原理(フィックの原理)の適用から,対象組織に流入した酸素濃度(動脈系)と流出した酸素濃度(静脈系)の差から求めることが可能となる.そこで,SaO2計測には,一般的なパルスオキシメトリの原理(光電容積信号の脈波成分)を使用し,一方,静脈血酸素飽和度(SvO2)計測には,光電容積信号において,基線の変動分が静脈血の容積変動分に対応しているとした方法に基づいて測定法の実現を行った.結果として,750/830nmの2波長を用いた反射型光電センサを作成し,ヒトにおける実験的評価を行い,理論的に予想した結果と同様の結果を得た.さらに,前腕や,大腿部において静的な運動負荷中の計測が可能であることも実験的に確認された.また,新たに,血中ヘマトクリット値をヘモグロビンの等吸収点を用いた光電容積信号にて計測する方法を開発し,この方法が開発されたことにより,従来のドップラ血流量計測法などが血球成分の変化量のみを計測していたものが,ヘマトクッリト値を用いて換算することにより,血球成分と血漿成分の合計である全血液量の計測が可能となる.今後は,より精度の高い計測法を目指し改善を行う.近赤外光を用いた無侵襲血中酸素飽和度計測法(オキシメトリ)として,透過光を用いたパルスオキシメトリ(動脈血酸素飽和度(SaO2)計測法)は,既に幅広く利用されており,さらに反射光を用いた方法は,額・胸部といった様々な部位への適用が可能であることから臨床上さらなる活用が期待されている.しかしながら,パルスオキシメトリによって得られる指標は組織に流入する酸素に関してのみであり,組織の活動に関係する酸素消費といった重要な指標を得ることは出来ない.以上のことをふまえ,ここでは,組織の酸素代謝量(VO2)計測を行うことを目指し,近赤外光を用いた測定法の開発を行った,組織VO2は組織血流量が既知であれば,生理学な基本原理(フィックの原理)の適用から,対象組織に流出した酸素濃度(動脈系)と流出した酸素濃度(静脈法)の差から求めることが可能となる.そこで,SaO2計測には,一般的なパルスオキシメトリの原理(光電容積信号の脈波成分)を使用し,一方,静脈血酸素飽和度(SvO2)計測には,光電容積信号において,基線の変動分が静脈血の容積変動分に対応しているとした方法に基づいて測定法の実現を行った.センサを開発する過程において,測定制度・測定誤差の予想が可能となる光拡散理論