hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サービスコンピューティングに基づく集合知の研究

本研究では,サービスを単位とした集合知の形成方法を提案し,パブリックな環境で集積される原子サービスから新たな複合サービスを生成,管理,運用する技術体系の確立を試みた.具体的に,「サービス集合知基盤の構築」「サービス集合知基盤の制度設計」「ユーザ参加型デザイン」の3つの要素からなるサービス集合知形成のプロセスを提案し,その実現方法と効果を,多言語サービス集合知基盤「言語グリッド」を用いて示した.本研究では,サービスを単位とした集合知の形成方法を提案し,パブリックな環境で集積される原子サービスから新たな複合サービスを生成,管理,運用する技術体系の確立を試みた.具体的に,「サービス集合知基盤の構築」「サービス集合知基盤の制度設計」「ユーザ参加型デザイン」の3つの要素からなるサービス集合知形成のプロセスを提案し,その実現方法と効果を,多言語サービス集合知基盤「言語グリッド」を用いて示した.1)水平型サービス連携・QoS利用者適応技術サービス指向の集合知では,同種の多数のサービスが登録されるため,様々なワークフローを自動合成する(垂直型サービス連携と呼ばれる)よりも,与えられたワークフローに適切なサービスを当てはめること(水平型サービス連携と呼ばれる)が重要である.また,水平型サービス連携を実装するためには,様々なサービスを実行時にワークフローに当てはめる「動的バインディング機能」が必要である.また,サービスにとってのQoSは,通信における従来のQoSとは違い,サービスの価値を判断する利用者に大きく依存する.これをユーザ中心QoS(User Centered QoS)と呼び、実行時に利用者に適応させるアルゴリズムを開発し,知識グリッド国際会議(SKG)などで論文を発表した.2)サービススーパビジョン技術多くのサービスを組み合わせた複雑なワークフローを利用するためには,各サービスの処理や実行状態を把握し制御する必要があるが,ワークフローの内部処理は設計者の権利保護のためしばしば非公開とされ,利用者が改変できない.そこで,ワークフローの実行状態を取得・変更するメタレベル制御を用いて実行状態を把握し制御する方式(サービススーパビジョンと呼ぶ)を実現した.この結果をWebサービス国際会議(ICWS)などで論文を発表した.また,具体的な適用事例として機械翻訳連携を取り上げた.アジア言語間,あるいはアジア言語から英語以外の欧州言語への翻訳は,英語を中間言語として2つの機械翻訳を連携させる必要がある.しかし,各機械翻訳で訳語選択が独立に行われるため,単に入出力を繋ぐだけでは品質の維持が困難であった.そこで,サービススーパビジョンを援用し,各翻訳機が整合性を維持しつつ訳語を選択可能とする方式を考案し、国際人工知能会議(IJCAI)などで論文を発表した.サービス連携技術としては、ドイツ人工知能研究所(DFKI)と交流し、DFKIが開発したコンポーネントベースの連携システム(Heart of Gold)と、我々のサービスベースの連携システム(言語グリッド)をさらに連携させる仕組みを提案し、共同論文として発表した。サービススーパビジョン技術としては、言語グリッドでのサービス実行の監視制御方式を一般化して、サービスコンピューティングのトップカンファレンスであるSCCで論文発表を行った。言語グリッドの実証実験のためには、言語グリッドのオペレーションセンターをアジア各地に展開し、連邦制運営を行う必要がある。このための制度設計を論文化して発表した。また、この制度を用いて、実際にタイの国立研究所(NECTEC)で言語グリッドオベレーションセンターの運営が始まっている。また、インドネシアや欧州でもオペレーションセンターを開始する準備が進んでいる。こうした研究の実証実験として、国際的なNPOでの日常的な利用や、Wikipedia翻訳コミュニティへの適用を試みている。前者は、NPOパンゲアで利用が継続され、他のNPOへ波及しつつある。また、後者は、Wikimedia財団から京都大学に研究の依頼を受けて進めている。また、サービスプライシング法として、Webサービスにおける2つの要求、(1)様々な複合サービスの構成を可能とする多様なサービスの提供と、(2)サービス連携時の計算負荷を下げるため、サービスの無駄な細分化の回避の両立が既存手法(Shapley値に基づく配分)では困難であることを指摘した。(1)水平型サービス連携・QoS利用者適応技術QoSを考慮しながら、Wikipedia翻訳のための議論を実現するサービス連携(機械翻訳サービス、辞書サービス、既存のWikipedia環境等)を実現し、実験を行った。この成果は、主に文化とコンピューティング国際会議Culture and Computing 2011で論文発表を行った。(2)サービススーパビジョン技術サービスーパビジョンの具体的な事例として、機械翻訳連携における訳語選択問題を扱う。文書を対象とした機械翻訳の問題に、同じ意味を持つ同じ原語に対して異なる訳語が選択される、訳語選択の非一貫性問題が存在する。この問題を解決するためには、文書全文の文脈情報を用いる必要がある。そこで、制約最適化に基づいた訳語選択手法を提案し、人工知能のトップカンファレンスであるIJCAI2011で論文発表を行った。提案手法が訳語選択の非一貫性問題の解に貢献することを評価されている。また、サービスコンピューティングに基づく集合知の基盤としての言語グリッドの設計思想と研究開発、利用運営に関する内容を2012年1月号の電子情報通信学会論文誌Dの招待論文として発表された。さらに、これまでの集合知の基盤としての言語グリッドの研究開発・活動の成果をまとめた『The Language Grid : Service-Oriented Collective Intelligence for Language Resource Interoperability』が、SpringerのCognitive Technologiesシリーズより出版された。この本では、言語グリッドの設計思想、フレームワークが紹介され、言語サービス連携における要素技術となる研究成果が挙げられている。

また、言語グリッドの実問題への適用を通じて発展した、言語サービスの利用と共有に関する研究活動と異文化コラボレーションのための利用事例をまとめられている。より高度な応用として、言語グリッドを用いたローカリゼーションやWikipedia翻訳の研究活動を紹介している。最後に、言語グリッドの世界展開を見据えた言語グリッドと他のサービスグリッドの連携について議論している。
CFDを用いたCABG患者個別最適化モデルの構築と3D printerによる応用

本研究はまずは最適化モデル、つぎに実際の術前術後の画像を用いてCFDモデルを作成し、血流動態力学的な考察と、心臓血管外科の臨床的考察を加えることで、最適な冠動脈バイパスモデルを解明することを目的としている。最適化モデルでは完全閉塞モデルの他に狭窄モデルや多枝バイパスモデルについても多くの結果が得られ、国内外の学会で発表し、新たに今年度1編(計2編)の英語雑誌への原著論文投稿も果たすことができた。これまで閉塞モデルでは吻合長が長いほどenergy efficiencyが高いという結果であったが、狭窄モデルでは8mmをピークにenergy efficiencyが低下するという結果が得られた。多枝吻合モデルでは後の吻合に狭窄度の高い吻合を選んだ方がエネルギー効率が高いことを発表した。こちらについても英語論文を投稿中である。また実際のCABG術後患者の画像を用いたCFDモデルの作成については、まず典型的なCABGの吻合モデルであるITA-LAD吻合のCFDモデルを作成し、流出血管が大きい、吻合径やグラフトが大きい方がよりエネルギー効率が良い結果であった。さらに吻合角度やnativeとgraftの径の比率など詳細な検討を加えているところである。さらに、これまで静脈グラフトの長期開存が悪い理由は生理学的に内膜変性が進んで石灰化するためと思われていたが、静脈グラフト特有の壁の不整による血流学的不利な要素が長期開存に開存する可能性が指摘され、欧米ではexternal stentを用いて静脈の壁の不整を滑らかにする試みがなされている。今後実際の静脈グラフトのCFDモデルとexternal stentを装着した静脈グラフトのCFDモデルを作成して比較検討することで、静脈グラフトの長期開存における血流動態の及ぼす影響について検討し、発表していく予定である。理想モデルではNative完全閉塞モデルについての研究を心臓血管外科分野では最も権威の高い、欧州胸部外科学会で口演として発表し、学会期間中のpick up topicとして学会が毎日発行するNews letterにもとりあげられた。同研究は同学会機関誌の英語雑誌Interactive Thoracicand Cardiovascular Surgeryに投稿しacceptされ、publishに至っている。国内でも精力的に発表し、第30回冠疾患学会では最優秀演題賞を受賞することができた。また第34回医工学治療学会ではシンポジウムでの講演を依頼される栄誉にあずかり、多くの反響を得ることができた。また狭窄モデルについても学会発表とともに2019年Jounal of Thoracic Diseaseに原著論文がacceptされ、publishに至っている。また実際のCABG術後患者の画像を用いたCFDモデルの作成も着実に進行している。まず典型的なCABGの吻合モデルであるITA-LAD吻合のCFDモデルを作成し、流出血管が大きい、吻合径やグラフトが大きい方がよりエネルギー効率が良い結果であった。今年度は多くの患者の実際の画像データが得られたのでそれらを解析し患者個別CFDモデルから詳細な検討を加えていく予定である。理想モデルについては完全閉塞モデル、狭窄モデル、多枝バイパスモデル以外にも口径差のあるnativeとgraftとの吻合モデル、狭窄を考慮した多枝バイパスモデルなど複雑なモデルについても研究していく予定である。また、実際のCABG患者の術後MDCTを使用してCFDモデルを作成する患者個別モデルでもwall shear stressやoscillatory indexなどを計測し、理想的な吻合口の径、平行方向、垂直方向への角度などを追及していく予定であり、またその先には術前患者におけるバイパスシミュレーションモデルを作成していく予定である。また、新しい研究として、これまで静脈グラフトの長期開存が悪い理由は生理学的に内膜変性が進んで石灰化するためと思われていたが、静脈グラフト特有の壁の不整による血流学的不利な要素が長期開存に開存する可能性が指摘され、欧米ではexternal stentを用いて静脈の壁の不整を滑らかにする試みがなされている。今後実際の静脈グラフトのCFDモデルとexternal stentを装着した静脈グラフトのCFDモデルを作成して比較検討することで、静脈グラフトの長期開存における血流動態の及ぼす影響について発表する予定である。我々の研究発表から同様の研究をするグループも増えてきており、さらに議論を進めていける環境が整いつつあると感じている。今後は同様の研究を行っているグループとも共同研究も検討しながら、さらに研究の幅を広げていく予定である。様々な冠動脈バイパスモデルでの血流動態を解析することで、実際の臨床にパラダイムシフトを起こすような研究ができると考えており、最終的には術前患者におけるバイパスシミュレーションモデルを作成していく予定である。最適化モデルのうち完全閉塞モデルについては実際に多くの結果が得られ、下記のように欧州胸部外科学会で発表し、その機関雑誌への投稿も果たすことができた。また国内学会にも精力的に発表をつづけている。完全閉塞モデルの次の段階としてnative狭窄モデルについても発表を行った。

これまで閉塞モデルでは吻合長が長いほどenergy efficiencyが高いという結果であったが、狭窄モデルでは8mmをピークにenergy efficiencyが低下するという結果が得られた。今後最適化モデルでもmultiple吻合モデルなどの結果を発表していく予定である。研究実績の概要でも述べたように、本研究はまずは最適化モデルを作成し、つぎに実際の術前術後の画像を用いてCFDモデルを作成し、血流動態力学的な考察と、心臓血管外科の臨床的考察を加えることで、最適な冠動脈バイパスモデルを解明することを目的としている。最適化モデルについては今年多くの発表をすることができた。完全閉塞モデルでは下記のような結果が得られた。1end side吻合のほうがsequential吻合よりstream lineはスムーズで、それは吻合が長いほど顕著であった。2Vortexはdiamond吻合においてのみ渦がnative indetにまで存在していた。3Oscillatory shearindexはparalell吻合のみbypass inletで高く、native inletではdiamond吻合で最も高かった。4total energy efficiencyはdiamond吻合で高く、parallel吻合では吻合が長いほど低くなった。diamonde吻合ではnative outletでenergy efficiancyが高く、bypass outletで低かった。Parallel吻合はその逆であったが吻合が長いほどnative outletのenergy efficiencyが高くなった。また、国内でも精力的に発表し、第30回冠疾患学会では最優秀演題賞を受賞することができた。また第34回医工学治療学会ではシンポジウムでの講演を依頼される栄誉にあずかり、多くの反響を得ることができた。我々の研究発表から同様の研究をするグループも増えてきており、さらに議論を進めていける環境が整いつつあると感じている。本研究はまずは最適化モデル、つぎに実際の術前術後の画像を用いてCFDモデルを作成し、血流動態力学的な考察と、心臓血管外科の臨床的考察を加えることで、最適な冠動脈バイパスモデルを解明することを目的としている。最適化モデルでは完全閉塞モデルの他に狭窄モデルや多枝バイパスモデルについても多くの結果が得られ、国内外の学会で発表し、新たに今年度1編(計2編)の英語雑誌への原著論文投稿も果たすことができた。多枝吻合モデルでは後の吻合に狭窄度の高い吻合を選んだ方がエネルギー効率が高いことを発表した。
始原生殖細胞エピゲノムリプログラミング分子機構の包括的解析

マウス生殖細胞系譜の起源である始原生殖細胞では、その運命決定後、エピジェネティック修飾が大きく変化するエピジェネティックリプログラミングが生じる。この過程の分子機構を解明するために、機能的に検証された体外培養系を用いて、3種類の転写因子(BLIMP1、PRDM14、TFAP2C)の動態解析をゲノムワイドレベルで実施した。その結果、BLIMP1およびPRDM14が、生殖細胞プログラムの活性化に主導的な役割を果たし、TFAP2Cが生殖細胞プログラムにおける転写活性化に重要な役割を果たしていることが示唆された。本研究の目的は、機能的に検証されたこの培養モデルを用いて、これらの転写因子の動態解析をゲノムワイドレベルで行うことにより、PGC運命決定およびエピゲノムリプログラミングの分子機構を包括的に明らかにすることである。これまでに、免疫沈降効率の高いエピトープタグを融合させた3遺伝子を高発現するESCsを樹立して、クロマチン免疫沈降法と次世代シーケンサーを併用(ChIP-seq法)して、BLIMP1、PRDM14、TFAP2Cの結合部位を、ゲノムワイドに同定した。TF-PGCLC誘導機構を詳細に解析するために、強制発現させる遺伝子の種類(3遺伝子同時の場合または各1遺伝子を発現させる場合)、強制発現させる細胞の種類(エピブラスト様細胞またはESCs)を変化させた場合についても、データを収集した。また、この分化過程のトランスクリプトームデータを取得予定であり、これらを統合的に解析することで、TF-PGCLCsの誘導機構をゲノムワイドレベルで明らかにする予定である。これまでに、免疫沈降効率の高いエピトープタグを選定し、それらを融合させた3遺伝子を高発現するESCsを樹立した。強制発現させる遺伝子の種類(3遺伝子同時の場合または各1遺伝子を発現させる場合)、強制発現させる細胞の種類(エピブラスト様細胞またはESCs)について、様々なパターンかつ複数の細株について、ChIP(クロマチン免疫沈降)法を行い、さらにChIP-seq法により、BLIMP1、PRDM14、TFAP2Cの結合部位を、ゲノムワイドに同定した。トランスクリプトーム解析については、外来遺伝子の発現レベルが高い細胞に注目するため、少数細胞レベルで行う予定であった。しかし、最終目的の達成のためには、複数の細胞株および条件でのトランスクリプトームを比較することがより適切であると考えられた。そこで、外来遺伝子発現量の指標となる蛍光タンパク質レポーターを持つベクターを用いて、細胞集団内での発現量の分布を評価したところ、多くの細胞株で外来遺伝子の発現量は比較的均一であり、TF-PGCLCsの誘導は外来遺伝子の発現量に依存しないことが判明したため、外来遺伝子を発現させた細胞集団全体のトランスクリプトーム解析を行うこととし、現在データ取得中である。以上より、今回の計画の基盤的データの取得が完了しつつあり、一部のデータ解析を開始できているため、概ね順調と判断した。生殖細胞系譜は、始原生殖細胞(primordial germ cells; PGCs)を起源とする。哺乳類のPGCsでは運命決定後、エピジェネティック修飾が大きく変化することが知られており、これはエピゲノムリプログラミングと呼ばれる。この過程の分子機構の解明は、発生生物学や幹細胞生物学における重要な課題である。これまでの研究で、マウス胚性幹細胞(Embryonic stem cells; ESCs)をエピブラスト様細胞に誘導し、3種類の転写因子(Blimp1、Prdm14、Tfap2c)を人為的に過剰発現することにより、高効率でPGC様細胞(Transcription factor-induced PGC like cells; TF-PGCLCs)が誘導されることが明らかとなった。本研究では、免疫沈降効率の高いエピトープタグを融合させた3遺伝子を高発現するESCsを樹立し、クロマチン免疫沈降法と次世代シーケンサーを併用して(ChIP-seq法)、その結合部位を、ゲノムワイドに同定した。さらに、分化過程を詳細に解析するために、mRNAの3'末端側をシークエンスするRNA-3seq法によるトランスクリプトーム解析を経時的に行った。また、過去のヒストン修飾のデータとの関連について解析を行った。その結果、BLIMP1およびPRDM14遺伝子が、生殖細胞プログラムの決定に主導的な役割を果たし、TFAP2Cが生殖細胞プログラムにおけるエンハンサーの分布に寄与していることが示唆された。これらの研究成果について、学会発表を行った。これまでに得られたChIP-seqデータおよびトランスクリプトームデータを解析し、まず標的遺伝子を同定する。その中でも、特に哺乳類の発生過程の制御に重要な転写因子およびエピジェネティック修飾因子を探索する。また、既存のエピゲノムデータを、3遺伝子の結合領域と比較することにより、3遺伝子がリクルートするエピジェネティック修飾因子を探索する。これらの解析により、3遺伝子によるPGC運命決定およびエピゲノムリプログラミング制御モデルを構築する。

次に、構築したモデルを検証するため、解析の結果同定された主要な遺伝子やエピジェネティック修飾因子について、ゲノム編集ツール(CRISPR/Cas9)を用いて、TF-PGCLC誘導可能なESCsから目的遺伝子の遺伝子ノックアウトESCsを直接作製し、TF-PGCLC誘導に与える影響を検討する。以上の通り、大規模解析を中心として、得られたモデルを実験的に検証し、エピゲノムリプログラミング開始機構を包括的に理解することを目指す。分子生物学
ユビキタス情報環境と相互作用する高速ビジョンネットワークの研究

汎用的なIPネットワークを用いて毎秒1000フレームの視覚情報を配信するビジョンシステムの開発を行うとともに,ユビキタス化された情報環境におけるさまざまな情報機器とビジョンシステムが相互作用する応用システムの開発を行うことを目指し,高負荷なネットワークを経由したビジュアルフィードバックを実現するビジョンシステム,照明光を介して同期するビジョンシステム,高速プロジェクタ・カメラシステムによる対象追跡システム,加速度センサとビジョンセンサの協調による人物検出・追跡システム等の開発を行った.汎用的なIPネットワークを用いて毎秒1000フレームの視覚情報を配信するビジョンシステムの開発を行うとともに,ユビキタス化された情報環境におけるさまざまな情報機器とビジョンシステムが相互作用する応用システムの開発を行うことを目指し,高負荷なネットワークを経由したビジュアルフィードバックを実現するビジョンシステム,照明光を介して同期するビジョンシステム,高速プロジェクタ・カメラシステムによる対象追跡システム,加速度センサとビジョンセンサの協調による人物検出・追跡システム等の開発を行った.ネットワークへの接続機能を有する汎用高速ビジョンプラットフォームの開発に関しては,これまで開発を行って来た高速ビジョンシステムVCS-IVに対して,新たなイメージセンサを接続可能とするための基板モジュールの開発を行った.従来開発して来た高速ビジョンシステムVCS-IVは,イメージセンサの画素ごとに集積された処理回路を用いた超並列処理により極めて高速な視覚処理が可能であったが,そのぶん高解像度化がしにくく,64x64画素の実装に留まっていた.本年度は,高速読み出し可能なイメージセンサを導入し,そこから読み出される画像データを外部FPGAでパイプライン処理することによって,640x480画素で200frame/s,640x96画素で1000frame/sの動作が可能な設計のシステムを目指し,イメージセンサ基板モジュールの実装を行った.また,このシステムと接続し,ネットワーク通信機能を実現するプロセッサ基板を導入し,通信の予備実験を行っている.また,高速運動情報の対応付けに関して,視覚センサと加速度センサのそれぞれから得られた情報の相関を計算することにより,物体の対応付けを行うためのアルゴリズムの開発を行った.3軸加速度センサから得られた時系列データに適切な前処理を施し,視覚センサが得た2次元画像上での変位の時系列データとの相関を計算し,高い相関が得られたものを同一物体とみなし,またその相関ピークの検出により両センサの時間同期を行う.このとき,視覚センサに対して加速度センサの座標軸の方向が未知であることが問題となるが,両者の加速度ベクトルのノルムの時系列を考えることによって,この問題を克服できる可能性があることを示した.さらに,開発したイメージセンサモジュールからの画像データを受信しプログラマブル画像処理回路に入力するためのインタフェースをVCS-IV内に実装し,動作の確認を行った.1000frames/sを超える高速なフレームレートをもつ高速視覚情報を日常的な生活空間・作業空間等において柔軟に利用できる環境を実現することを目標として,高速ビジョンシステムの通信モジュールの開発,通信処理の実装を行うとともに,視覚情報と他のセンサとの運動情報の対応付け,高速ビジョンセンサと高速プロジェクタの連携等に関する技術開発を行った.高速ビジョンシステムの通信モジュール・通信処理の開発に関しては,イメージセンサからの高速視覚情報を受け取って処理を行うFPGAモジュール内において,外部システムとの通信を容易にするノンタフェースを開発した.近年FPGAの普及により,高速化の必要なアルゴリズムをハードウェアとして実現することは比較的容易になっており,これを利用した高速ビジョンシステムも複数の機関で開発されているが,メモリ等を含む外部システムとの通信タイミング等を考慮するのが困難で,開発効率上の問題となっていた.ここでは,単純なパケット型インタフェースにより各種の外部通信を隠蔽し,ユーザ回路から統一的に扱うことができるようにした.視覚センサ情報と加速度センサの運動情報の対応付けに関しては,課題であった重力成分の補償を行うための新規手法を提案し,その有効性を示した.また高速プロジェクタとの連携に関しては,視覚情報に基づいて投影パターンを高速かつ動的に制御し,対象の3次元構造情報を効率的に抽出する手法を提案し,実験により有効性を示した。1000 frames/sを超える高速なフレームレートをもつ高速視覚情報を日常的な生活空間・作業空間等において柔軟に利用できる環境を実現することを目標として,高速ビジョンシステムの通信モジュールの開発,通信処理の実装を行うとともに,視覚情報と他のセンサとの運動情報の対応付け,高速ビジョンセンサと高速プロジェクタの連携等に関する技術開を行った.ビジョンシステムおよび通信機構の開発に関しては,前年度に引き続き開発を進め,汎用的なIPネットワークを介して1000frames/sの視覚フィードバックを実現するシステムを構築し,その有効性を実証した.また,複数の高速ビジョンシステムの動作タイミングを同期させるため,強度変調された照明光源にタイミングを自動的に同期するためのアルゴリズムを開発し,それを高速ビジョンシステム上に実装して有効性を確認した.運動対応付けアルゴリズムに関しては,前年度までに開発した加速度センサ情報と視覚情報の対応付け手法をより詳細に検討し,またリアルタイムに動作するシステムとして実現した.センサ間連携の例として,画像内から運動領域を自動的に検出・追跡し,そのうち無線通信経由で受け取った加速度センサ情報と対応付けられたものをユーザに提示するデモンストレーションシステムを構築した.各種機器を連携させたデモンストレーションに関しては,上記の加速度センサとの連携のほか,高速プロジェクタとの連携による物体追跡や,そこで得られた物体形状情報の力覚提示,動きぼけの少ない映像投影などを実現した.
フッ素薬剤5-FUの^<19>F-MRIと^<19>F-MRSによる抗癌剤の評価

フッ素(19F)は、プロトンと共鳴周波数も近く、検出感度も高く、次世代のMRの核種として非常に有望である、フッ素は、生体内には殆ど存在しない原子である特性を生かせば、フッ素のイメージング及びスペクトルは、投与した薬剤のみの特性を示すことから、フッ素薬剤の集積、代謝が非侵襲的に容易に検討出来る。そこで、我々は先ず第一に入手したフッ素pH probeを使用して腫瘍の細胞外pHを19F-MRSから測定すると同時に同部位の31P-MRスペクトルから細胞内pHを測定した。その結果、細胞・外pH共に腫瘍の増殖と共に低下するが、細胞外pHの方が細胞内より低く、より遅れて低下することが明らかとなった。これは、腫瘍細胞内での癌の代謝の後、老廃物が細胞外へ排出されるためと思われる。よって、腫瘍組織のpHが明らかとなることにより、腫瘍の浸潤・悪性度、虚血部位の広がり・程度の診断に有益な情報を与える。また、本研究費で購入したサーフェイスプローブに試作の新コイルで検討を行い、円錐型の新コイル-2丸底容器が最も感度良く、かつマウスの臓器の固定が非常に安定し有効であった。よって、この新コイル-2を使用して、フッ素抗癌剤5-FUの坦癌マウスにおける肝、腎、脳、腫瘍での代謝過程を19F-MRスペクトルで検討した。その結果、肝での5-FUの分解過程が明らかになった。また、腫瘍部での5-FUの集積およびその分解は肝より少なく、より長く腫瘍部に残留することが明らかとなった。また、5-FUの前駆薬剤であるフッ素抗癌剤のテガフールのマウスにおける肝、腎、脳で19F-MRスペクトルから、5-FUに比較し、脳での代謝が遅いこと及び殆ど分解されないことから脳腫瘍に適しているものと思われた。これらの実験に関し、19F-MRIによるイメージングを実施する予定であったが、きれいな画像の得られる19F-用コイルの作成が困難であったため、実現出来なかった点が非常に残念であった。1.我々は、最近^<19>F-MRSによる新規細胞外pH測定試薬を入手し、腫瘍組織のpHを^<19>F-MRIで画像表示することを目的とし基礎実験を実施した。マウス下肢にSCCVII腫瘍を移植し、経時的に腫瘍容積を測定した。^<19>-pH試薬(3-[N-(4-fluoro-2-trifluoromethyl)sulfamoilproprloni cacid)を尾静脈より投与しGSX400(JEOL)MRSにて、^<19>F-MRSのケミカルシフトから細胞外pHを測定した。同時に^<31>P-MRSも測定し細胞内pHを計測した。その結果、腫瘍の増殖に伴い腫瘍細胞内・外pH共に低下したが、細胞外pHの方が低pHであった。本研究結果より、生体に非侵襲的に細胞内・外pHを同時に測定可能であることが分かり、非常に有益な結果であった。^<19>F-MRIを測定した結果、Imagingには高濃度のpH試薬を要し腎毒性が認められることから、臨床的なpH Imagingは本薬剤のままでは困難と思われた。2.抗癌剤の5-FUおよびその前駆物質Tegafulの^<19>F-MRSから非侵襲的に薬剤の代謝を検討すると共に、抗癌剤の集積による腫瘍の^<19>F-Imagingを検討する。抗癌剤の5-FUおよびその前駆物質Tegafulを尾静脈より投与し、肝臓での^<19>F-MRSを測定し、肝臓での薬剤の代謝を検討した。その結果、^<19>F-基準物質(TFA)を0ppmとした時、5-FUのピークは97ppm,Tegafulは93ppmと明らかに異なるスペクトルとして検出された。サーフェスコイルでの検量線を作成し、5-FUでは0.25mg/ml,Tegafulでは0.2mg/mlまで検出可能であった。また、5-FUは約6時間、Tegafulは、ほぼ1日でピークが消失した。今後、腫瘍への集積を測定し、^<19>F-MRIにて腫瘍の^<19>F-Imagingを検討する予定である。

よって、この新コイル-2を使用して、フッ素抗癌剤5-FUの坦癌マウスにおける肝、腎、脳、腫瘍での代謝過程を19F-MRスペクトルで検討した。その結果、肝での5-FUの分解過程が明らかになった。また、腫瘍部での5-FUの集積およびその分解は肝より少なく、より長く腫瘍部に残留することが明らかとなった。また、5-FUの前駆薬剤であるフッ素抗癌剤のテガフールのマウスにおける肝、腎、脳で19F-MRスペクトルから、5-FUに比較し、脳での代謝が遅いこと及び殆ど分解されないことから脳腫瘍に適しているものと思われた。これらの実験に関し、19F-MRIによるイメージングを実施する予定であったが、きれいな画像の得られる19F-用コイルの作成が困難であったため、実現出来なかった点が非常に残念であった。1.昨年度本研究費で購入したサーフェイスプローブに新しい3種のコイルを試作し、19F-MRS測定の感度を検討した。1)コイル1(2ターンコイル):5-FU 0.05mg/mlまで検出可能2)コイル2(円錐状3ターンコイル):5-FU 0.05mg/mlまで検出可能円錐状なのでマウスの臓器が置きやすい。特に腫瘍がスッポリおさまり感度が良い3)鞍型コイル:5-FU 0.25mg/mlで検出不可(鞍の大きさに合うものには可、鞍より大又は小は不可★★新コイル感度実験から、昨年度の測定感度より5倍高いことが明らかとなった。★★動物測定用には、臓器の置きやすさ、感度の点からコイル2を使用することとした2.新サーフェイスプローブにコイル2を取り付け、正常および坦癌マウスにおける5-FUの代謝を測定正常マウスに5-FUを尾静脈より投与し、頭部(脳)、胸部、上腹部(肝臓)、下腹部(腎臓)、下肢での19F-MRスペクトルを測定した。肝臓:0.5時間後(5-FUのピーク出現)、1.5時間後(約20ppm離れた位置に5-FU代謝産物ピーク出現)2.5時間後(代謝産物のピークのみとなった)、4.5時間後(ピーク出現)腎臓:経時的にピーク大となり、代謝産物のピークもあり他臓器:0.5時間後(ピーク出現)、1.5-2時間後(ピーク消失)肝臓:0.25時間(5-FUのピークあり)、1.3時間後(代謝産物のピーク出現)、3.5時間後(代謝産物が主となる)下肢腫瘍部:0.3時間後(5-FUのピークあり)、4時間後(5-FUのピーク残存、代謝産物のピーク未出現)以上の結果より、本科研費にて購入したサーフェイスプローブと試作コイル2により、感度は5倍となり、5-FUの代謝産物が確認できた。また、肝臓での5-FUの代謝が測定かのうとなり、腫瘍部位での5-FUの存在も明らかとなった。さらに、腫瘍部位での5-FUの代謝は肝臓より遅いと思われた。本年度の実験計画では、19F-MRIでのフッ素薬剤5-FUのイメージングが課題であった。本学臨床機でのフッ素イメージングの試みは、1)臨床機としてのMRIの利用頻度が非常に高く使用可能時間が殆どなかったこと、2)臨床で使用するプロトンとフッ素は周波数も近く変換可能であるが、翌日の臨床機としての使用に支障を来す恐れがあるとの懸念からフッ素でのイメージングは断念する事となった。次に、実験研究用の4.7Tesla CSI Omega2(Bluker)を借用して5-FUのフッ素イメージングを共同研究で実施することとなったが、1)借用期間が短かった
大域的トレリ型定理を利用した標準因子が自明な多様 体の構造の追求

既約シンプレクティック多様体Xとその上のBeauville-Bogomolov二次形式に関して自己自身との内積が0であるような直線束Lが与えられた時, Lを固定するXの自己同型群Aut(X,L)の構造およびXへの作用を研究している.本年度はAut(X,L)の構造に関して以下のような結果を得た.一般にAut(X,L)は有限生成な可換群Gで指数|Aut(X,L):G|が有限となるようなものを含む事が知られている.この部分群Gの生成元の個数はこれまで上限が知られていたが,より詳しくXの第二ベッチ数からXのNef錐のLを含む錐の壁の数に2を加えたものを引いたものと等しい事を示した.さらにXの複素構造を適当に変形する事でNef錐をLを含む錐の壁が0となるようにする事が可能である事も示した.これはこれまで知られていた上限に一致している.さらにこのGによる「商」はどのようになるか,という疑問を抱き, Lが定める線形系がラグランジアンファイブレーションf : X -> Sを定める場合にGがどのように作用するかを調べてみた.すると底空間Sに有限群として作用し, fの非常に一般なファイバーはGの軌道のZarisiki閉包と一致する事が分かった.続けてXが二次元の場合,すなわちK3曲面の場合により詳しくGの作用を調べると, fに切断がある場合, fの一般のファイバーはGの作用に関して周期点, Gの元gに対してある自然数nがありgのn乗の作用に関して固定点となる事が分かった.この研究課題での一つの大きな目的は大域的トレリ型定理を利用してアバンダンス予想と呼ばれる予想を示すことである.この予想は既約シンプレクティック多様体Xの上に数値的に半正という性質を持つ直線束Lに対し, Lから定まる線形系が完全可積分系を定めるくらい元を沢山持つ,ということを主張している.これまでの研究成果から,この予想を示すための幾つかの十分条件を得ているが,今年度得られた,大域的トレリ型定理から無限位数の自己同型群の存在とその多様体への作用による固定点の集合の様子は得られてている十分条件の一つが成立することを示唆するものであった.また,当初の計画になかった成果として,既約シンプレクティック多様体に無限離散群がラグランジアンファイブレーションと同変に作用する時,その作用が固定する幾何的対象,部分多様体や連接層とラグランジアンファイブレーションの間に,有限群による商とその特異点解消の間にある関係の類似のものがありそうな事が観測出来た.この関係をより詳しく見る事によって,当初予定していたよりも多くの研究成果が見込まれる.既約シンプレクティック多様体XとBeauville-Bogomolov二次形式に関して自己交点数が0の直線束Lの組(X,L)の自己同型群Aut(X,L)が無限位数と仮定する.作業仮説として,次の予想を立てている.予想: Aut(X,L)の無限位数の元gに対し,自然数nに対してgのn乗で固定される点からなる集合をX(n)とする.この時nを全ての自然数を動かしてX(n)の合併集合を取ると,これはXのZariski位相に関して稠密となり,さらにXのシンプレクティック形式を制限すると0となる.この予想が正しい場合, Xの非常に一般の点に対して,その点を通るLと交点数が0の代数曲線が存在することが従い,それからLが自由,すなわちLの線形系からラグランジアンファイブレーションが定まることがわかる.現時点ではこの予想はXがK3曲面でLから定まる楕円ファイブレーションが切断を持つ場合にのみ検証されている状態なので,今年度はこの予想をまず一般のK3曲面,そしてLの線形系が自由である場合に成立するかどうかを検証し,その検証の過程で一般の場合の証明を得ることを目論んでいる.またその過程で自己同型群とラグランジアンファイブレーションのいくつかの不変量の間の関係を検証する.既約シンプレクティック多様体Xとその上のBeauville-Bogomolov二次形式に関して自己自身との内積が0であるような直線束Lが与えられた時, Lを固定するXの自己同型群Aut(X,L)の構造およびXへの作用を研究している.本年度はAut(X,L)の構造に関して以下のような結果を得た.一般にAut(X,L)は有限生成な可換群Gで指数|Aut(X,L):G|が有限となるようなものを含む事が知られている.この部分群Gの生成元の個数はこれまで上限が知られていたが,より詳しくXの第二ベッチ数からXのNef錐のLを含む錐の壁の数に2を加えたものを引いたものと等しい事を示した.さらにXの複素構造を適当に変形する事でNef錐をLを含む錐の壁が0となるようにする事が可能である事も示した.これはこれまで知られていた上限に一致している.さらにこのGによる「商」はどのようになるか,という疑問を抱き, Lが定める線形系がラグランジアンファイブレーションf : X -> Sを定める場合にGがどのように作用するかを調べてみた.すると底空間Sに有限群として作用し, fの非常に一般なファイバーはGの軌道のZarisiki閉包と一致する事が分かった.

続けてXが二次元の場合,すなわちK3曲面の場合により詳しくGの作用を調べると, fに切断がある場合, fの一般のファイバーはGの作用に関して周期点, Gの元gに対してある自然数nがありgのn乗の作用に関して固定点となる事が分かった.この研究課題での一つの大きな目的は大域的トレリ型定理を利用してアバンダンス予想と呼ばれる予想を示すことである.この予想は既約シンプレクティック多様体Xの上に数値的に半正という性質を持つ直線束Lに対し, Lから定まる線形系が完全可積分系を定めるくらい元を沢山持つ,ということを主張している.これまでの研究成果から,この予想を示すための幾つかの十分条件を得ているが,今年度得られた,大域的トレリ型定理から無限位数の自己同型群の存在とその多様体への作用による固定点の集合の様子は得られてている十分条件の一つが成立することを示唆するものであった.また,当初の計画になかった成果として,既約シンプレクティック多様体に無限離散群がラグランジアンファイブレーションと同変に作用する時,その作用が固定する幾何的対象,部分多様体や連接層とラグランジアンファイブレーションの間に,有限群による商とその特異点解消の間にある関係の類似のものがありそうな事が観測出来た.この関係をより詳しく見る事によって,当初予定していたよりも多くの研究成果が見込まれる.既約シンプレクティック多様体XとBeauville-Bogomolov二次形式に関して自己交点数が0の直線束Lの組(X,L)の自己同型群Aut(X,L)が無限位数と仮定する.作業仮説として,次の予想を立てている.予想: Aut(X,L)の無限位数の元gに対し,自然数nに対してgのn乗で固定される点からなる集合をX(n)とする.この時nを全ての自然数を動かしてX(n)の合併集合を取ると,これはXのZariski位相に関して稠密となり,さらにXのシンプレクティック形式を制限すると0となる.この予想が正しい場合, Xの非常に一般の点に対して,その点を通るLと交点数が0の代数曲線が存在することが従い,それからLが自由,すなわちLの線形系からラグランジアンファイブレーションが定まることがわかる.現時点ではこの予想はXがK3曲面でLから定まる楕円ファイブレーションが切断を持つ場合にのみ検証されている状態なので,今年度はこの予想をまず一般のK3曲面,そしてLの線形系が自由である場合に成立するかどうかを検証し,その検証の過程で一般の場合の証明を得ることを目論んでいる.またその過程で自己同型群とラグランジアンファイブレーションのいくつかの不変量の間の関係を検証する.2019年度にスイス,チューリッヒで4回目の日欧ジョイントシンポジウムを開催するが,この研究集会では講演者は渡航費は主発国側で工面することにしている.日本からの講演者は計8名になる予定で,その渡航費を支出するため, 2018年度から一部年度をまたぐ形で予算を確保した.
SEREX法により発見した新規癌抗原遺伝子を分子標的とした食道癌の診断と治療

【方法】食道癌細胞株T.TnよりcDNAライブラリーを作製し、食道扁平上皮癌患者血清を用いてSEREX法によるスクリーニングを施行した。SEREX法を用い食道扁平上皮癌患者血清をスクリーニングし、新規の癌抗原としてmyomegalinを同定した。Myomegalin cDNAをGST-融合タンパク質発現ベクターpGEXに組換え、合成された融合タンパク質を精製してELISA法により血清抗体のレベルを測定した。我々はSEREX法を用い食道扁平上皮癌患者血清をスクリーニングし、計450クローン、325種類の癌抗原を同定した。得られたクローンについて、ウエスタン法により、複数の食道癌患者血清中に抗体の存在が確認された抗原クローンを選別した。次に、得られたcDNAをGST一融合タンパク質発現ベクターpGEXに組換え、合成された融合タンパク質を精製してELISA法により血清抗体のレベルを測定した。【結果と考察】TROP-2,GLUT-1/SLC2A1,TRIM21,Myomegalin等の抗原に対する抗体価は健常者血清に比べ、患者血清において有意に高いことが判明した。また、血清TRIM21抗体の存在は予後と、血清TROP2抗体の存在は腫瘍のサイズと関係していることがわかった。従って、これらの抗原は新規の腫瘍マーカーとなり、その血清抗体の解析は食道扁平上皮癌の診断に有用であると考えられた。本研究は、癌患者血清中に存在する癌抗原特異的なIgG抗体をSEREX法にて検出することで、癌の早期診断方法の開発や悪性度を診断を目的とするものである。クローニングされた分子は、分子標的治療への発展を模索することとしている。(1)SEREX法によって、新規癌抗原遺伝子を合計100種類以上クローニングした。これらのSEREX抗原のうち、血清抗体の存在の有無が独立した危険因子あるいは予後因子であるものを発見した。(2)クローニングされた3種類のSEREX抗原について、ポリクローナル抗体を作成した。作成した抗体を用いて、切除した食道扁平上皮癌組織を免疫染色し、これらの抗原の癌細胞内での分布を検討した。(3)これら3種類のSEREX抗原は、診断に有用であることが明らかとなった。これらは、TRIM21ならびにGLUT1である。いずれも、血清抗体陽性症例において、予後が不良な傾向を認めたが、統計学的有意差ではなかった。また、血清抗体の有無と臨床病理学的因子との相関関係は、認めなったが、既存の腫瘍マーカー高値の症例において、血清抗体陽性症例を多く認めた。(4)他の1種類の抗原であるmyomegalinでは、遺伝子の変異が発癌や癌の個性に深く関与していることが示唆された。(5)平成16年度に新たにクローングされた食道癌抗原について、バキュロウイルスを用いたタンパク精製を行った。精製した抗原タンパク・ペプチドをマイクロプレートに固相化した血清抗体検索のためのELISAキットを作成し、健常者50名の血清を用いて抗体価の基準値設定を行った。(6)基準値を設定した抗原において、新規の食道癌患者50例から血清を採取して、陽性率を検討した。ウイエスタンブロットによる陽性率と作成したELISAキットによる陽性率とには、若干の差異を認めるが、いずれも食道癌患者において抗体価レベルが高い傾向を認めた。

次に、得られたcDNAをGST-融合タンパク質発現ベクターpGEXに組換え、合成された融合タンパク質を精製してELISA法により血清抗体のレベルを測定した。【結果と考察】TRoP-2,GLUT-1/SLc2A1,TRIM21,Myomegalin等の抗原に対する抗体価は健常者血清に比べ、患者血清において有意に高いことが判明した。また、血清TRIM21抗体の存在は予後と、血清TROP2抗体の存在は腫瘍のサイズと関係していることがわかった。従って、これらの抗原は新規の腫瘍マーカーとなり、その血清抗体の解析は食道扁平上皮癌の診断に有用であると考えられた。
複合材構造の損傷許容設計実現のための光ファイバセンサ監視システム

本研究では、航空宇宙機複合材構造の損傷許容設計実現のための光ファイバセンサ監視システムを実用化するための基礎・基盤研究として、まず土台となる「損傷プロセスの観察と定式化」を進めた。また、「弾性波計測による監視システム」、「分布ひずみ計測による監視システム」両者の適用化に取り組むとともに、両者の特性を組み合わせることで、より信頼性と診断精度の高い監視システムを構築した。近年、航空機の軽量化のため、主要一次構造部材にも、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)複合材料を適用されている。しかし、CFRP複合材料の破壊プロセスは複雑であり、センサを構造材料自身に組み込んで、健全性を常時診断できるヘルスモニタリング技術の適用が、構造健全性確保の面から、また、実用メンテナンスコストの削減要求の面からも強く要望されている。本研究では、航空宇宙機を想定した複合材構造の損傷許容設計実現のための光ファイバセンサ監視システムを実用化するための基礎・基盤研究として、まず土台となる「損傷プロセスの観察と定式化」を進めるとともに、「弾性波計測による監視システム」、「分布ひずみ計測による監視システム」両者の適用化に取り組むとともに、両者の特性を組み合わせることで、より信頼性と診断精度の高い監視システムを構築する。航空宇宙機軽量化のため、一次構造部材にも、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)複合材料が使用されつつが、従来の金属材料用非破壊検査手法のみで検出するのは困難である。そのため、センサを構造材料自身に組み込んで、健全性を常時診断できるヘルスモニタリング技術の適用が検討されている。本研究代表者らは、その一つとして、材料中に埋込みが可能な細径光ファイバを開発し、それにグレーティングを書き込んだ細径FBGセンサを作成し、CFRP積層板内部の微視的損傷検出を可能にしてきた。また、圧電セラミックス(PZT)で発振し、FBGセンサの反射光波長を高速で検出し、その弾性波伝播特性から積層板中の損傷を診断する手法を提案してきた。一方、大型構造物のひずみ分布を空間分解能が10cm、ひずみ計測精度が±25μεで計測できる、パルス・プリポンプ式BOTDA (PPP-BOTDA)法が開発されてきた。本研究では、まず、PPP-BOTDAで部材全体に渡って計測し、損傷発生位置を推定する。その後、その推定位置付近のPZTとFBGで超音波を送受振し、より詳細に診断する。このように2種類のセンサで冗長系にし、両者の特性を組み合わせることで、より信頼性と診断精度の高い監視システムを提案し、その設計を行った。その診断対象としては、複合材料構造の中でもクリティカルとなる、CFRP積層板による構造結合部や補修用CFRPパッチを対象とし、それらの損傷を正確に検出する手法を提案した。航空宇宙機軽量化のため、一次構造部材にも,炭素繊維強化プラスチック(CFRP)複合材料が使用されつつあるが,従来の金属材料用非破壊検査手法のみでは複雑な内部損傷を検出するのは困難である。そのため,センサを構造材料自身に組み込んで,健全性を常時診断できるヘルスモニタリング技術の適用が検討されている。本研究代表者らは,そのーつとして,材料中に埋込みが可能な細径光ファイバを開発し,それにグレーティングを書き込んだ細径FBGセンサを作成し,CFRP積層板内部の微視的損傷検出を可能にしてきた。また,圧電セラミックス(PZT)で発振し,FBGセンサの反射光波長を高速で検出し,その弾性波伝播特性から積層板中の損傷を診断する手法を提案してきた。一方,大型構造物のひずみ分布を高い空間分解能で正確に計測できる,パルス,プリポンプ式BOTDA(PPP-BOTDA)法が開発されてきた。本研究では,計測領域が極めて広いPPP-BOTDAと微細な損傷に高い感度を有するFBG-PZTシステムの特性を組み合わせて冗長系にすることで,より信頼性と診断精度の高い監視システムを構築する。まず,PPP-BOTDAで部材全体の計測を行い,分布ひずみデータおよびブリルアンスペクトル形状の変化から,損傷発生位置を推定した。その後,その推定位置付近のPZTとFBGで超音波を送受信し,より詳細な診断を行った。その際に,近年開発された超音波可視化技術を用いることで損傷部での弾性波伝播挙動を明らかにし,損傷を定量化するための適切な指標を導入することで,ミリメートルオーダーの内部損傷を検出できる可能性があることを示した。航空宇宙機軽量化のため、一次構造部材にも、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)複合材料が使用されつつあるが、従来の金属材料用非破壊検査手法のみでは複雑な内部損傷を検出するのは困難である。また、圧電セラミックス(PZT)で発振し、FBGセンサの反射光波長を高速で検出し、その弾煙波伝播特性から積膚板中の損傷を診断する手法を提案してきた。

一方、大型構造物のひずみ分布を高い空間分解能で正確に計測できる、パルス・プリポンプ式BOTDA(PPP-BOTDA)法が開発されてきた。本研究では、計測領域が極めて広いPPP-BOTDAと微細な損傷に高い感度を有するFBG-PZTシステムの特性を組み合わせて冗長系にすることで、より信頼性と診断精度の高い監視システムを構築する。今年度はサンドイッチ構造接着層に埋め込まれた光ファイバネットワークを用い、衝撃試験後のPPP-BOTDA測定による分布ひずみデータおよびブリルアンスペクトル形状の変化から、損傷発生・進展を推定する手法の提案と実証に成功した。また、PZT/FBGでシステムによるCFRP構造補強部の剥離定量化手法の実証に成功した。航空機複合材構造を対象とし、2種類の光ファイバセンサシステムで損傷を検出する。PPP-BOTDAで部材全体に渡って計測し、損傷発生位置を推定する。その後、その付近のPZT発振素子とFBGセンサで超音波を送受振し、より詳細に診断する。このように2種類のセンサで冗長系にし、両者の特性を組み合わせた、信頼性と診断精度の高い監視システムを構築する。まず損傷進展プロセスの解明については、代表的なCFRP積層板構造を模擬する試験片に、衝撃荷重や疲労荷重を与え、損傷の進展を観察する研究をさらに進める。とくに実用上重要なボルト結合構造での円孔周りの微視的損傷等について、ボルト面圧を考慮した損傷発生・進展シミュレーションモデルの改良や可視化手法を構築した。これにより、後述の光ファイバセンサによる検出信号から実際のミクロ損傷発生・進展現象を逆問題として予測する方法を構築する目処を得た。次に弾性波受振FBGセンサシステムについては、前年度に構築した弾性波を送受振するために適切な発振用PZTと受振用FBGの仕様に加え、より広帯域の圧電素子を用いた弾性波特徴抽出法の検討を行った。これにより受振した波形から損傷進展に関連した特長を抽出するため、時間-周波数解析を行い、抽出した特長から損傷進展を診断するために、統計的パターン認識手法を確立した。また、PPP-BOTDAシステムについては、ニューブレクス社の計測システムのひずみ-温度同時計測機能の試作などの更なる改良を行い、複合材成形中のモニタリングに適用し、熱残留応力の発生メカニズムの解明に取り組んだ。また、サンドイッチ構造の衝撃損傷や漏水量の定量評価への応用や大型複合材料構造の形状同定への応用研究をさらに進める。まず損傷進展プロセスの解明については、代表的なCFRP積層板構造を模擬する試験片に、衝撃荷重や疲労荷重を与え、損傷の進展を観察する研究を進めた。