hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
偏波合成開口レーダの高性能データ解析法システムの開発

偏波合成開口レーダ(PolSAR)は,高分解能マイクロ波画像センサーの一つである。本課題では,偏波合成開口レーダ解析法をさらに高機能化に推進した。宇宙航空研究開発機構(JAXA)のPolSAR搭載陸域観測衛星(ALOS)のデータによって,東京港等の多くのエリアに対する識別性能を評価し,当該方法が高性能であり,特に従来は困難であった斜めあるいはランダムな向きで分布している人工物や孤立人工物などの識別において高い性能を示すことを実証した。本課題では,普遍性,実用性,情報多元性を考量しながら,多角的に偏波合成開口レーダデータ解析法を更に高機能化に推進することを目指す。当該領域の新世代データ解析法システムを構築するため,三つの研究内容がある。以下,各内容に対する研究実績をまとめる。(1)自己組織化PolSARデータ解析法の開発:当該年度では,偏波度の最適化値を標準として,平均化計算用のウィンドウサイズの自己組織化及び人工物の判別用の対称性閾値の自己組織化手法の開発ができた。この二つのパラメータは重要な解析パラメータであり,自己組織化の実現は異なるセンサーのデータ間の融合・相補応用に重要な成果である。(2)植生作柄監視に実用化可能なPolSARデータ解析法の開発:平成28年度10月では,ALOS-2データに合わせて,尾瀬ヶ原区域の現地調整ができた。当該季節に対する植物の種類,高度,枝葉密度,地表平坦度,および地表水分量等の情報を記録した。また,植生作柄監視用の教師あり四元数ニューラルネットの改良,および教師無し四元数自己組織化ニューラルネットの開発ができた。以上の調査情報及び成果に基づき,平成29年度では,実用化植物作柄監視手法に整合することができる。(3)PolSARデータによる高精度「四次元」画像化方法の開発:ストークスベクトルに基づく偏波合成開口レーダのデータ解釈における座標回転の影響に関する成果ができた。四次元画像化手法は干渉SAR(InSAR)とPolSAR技術の融合である。干渉では,二つのデータの局所座標合わせというプロセスが必要なため,以上の成果はこの研究内容の基盤理論の一つである。三つの研究内容に対する進捗状況は以下にまとめる。(1)自己組織化PolSARデータ解析法の開発:この内容は計画通りに進んでいる。偏波度の最適化値を標準として,平均化計算用のウィンドウサイズの自己組織化及び人工物の判別用の対称性閾値の自己組織化手法の開発ができた。(2)植生作柄監視に実用化可能なPolSARデータ解析法の開発:この内容に対して,平成28年度の計画は2回の現地調査である。人工衛星が取れたデータの観測時期に合わせるため,現地調査は1回のみを実施してきた。29年度では,現地調査を2回実施する予定である。現地調査の方はデータの原因のため,やや遅れているが,29年度計画の一部のニューラルネットワークの改良と開発が予定より大幅に早く完成できた。(3)PolSARデータによる高精度「四次元」画像化方法の開発:この内容に対して,ストークスベクトルに基づく偏波合成開口レーダのデータ解釈における座標回転の影響に関する成果ができた。この結果に基づき,ストークスベクトル解析法をPolInSAR技術に導入することが可能になるため,計画通りに進んでいる。本課題では,普通性,実用性,情報多元性を考量しながら,多角的に偏波合成開口レーダ解析法をさらに高機能化に推進することを目指す。(1)自己組織化PolSARデータ解析法の開発:本年度は,前年度提案した偏波度に基づく平均化計算用のウィンドサイズ最適化法を更なる改良した。改良した方法は他提案法に比べてspeckle noiseを低減することのみならず,密集市街地や混合林などの複雑区域に対して目標の形状情報も最大限に抽出できる。このため,当該方法は偏波合成開口レーダ領域の重要な成果である。(2)植生作柄監視に実用化可能なPolSARデータ解析法の開発:前年度尾瀬国立公園に対す植生現地調査のデータ,および同区域に対する人工衛星搭載の合成開口レーダ(ALOS-2)データを利用して,植生監視アルゴリズムを開発した。特に、平面散乱とhelix散乱の割合による従来の難点として針葉樹と広葉樹の分類もできた。(3) PolSARデータによる高精度「四次元」画像化方法の開発:前年度推定した座標回転の影響に関する結果を利用して,既存の数学的な解析法と物理モデル解析法を改良した。改良した方法の解析精度が大幅に向上した。このため,座標回転に関する推定結果の正確性を実証した。この結果に基づき,ストークスベクトル解析法に対するPolInSAR技術の導入ができた。「四次元」画像化方法の実現することが可能になる。各研究内容に対する今後の推進方策については以下にまとめる

(1)自己組織化PolSARデータ解析法の開発:平成29年度では,異なるセンサーで取得したデータの融合利用手法を開発予定である。計画では,LバンドのALOS/ALOS2データ及びCバンドのRADARSAT2データを利用する予定だが,航空機搭載のPALSAR2のデータも取得できるため,人工衛星搭載データと航空機搭載データの融合も検討する予定である。(2)植生作柄監視に実用化可能なPolSARデータ解析法の開発:平成29年度では,6月(植物の稚苗期間)と12月頃(植物の枯れる期間)に尾瀬ヶ原で現地調査を行う予定である。人工衛星搭載のセンサーは同じ区域にて観測周期があるため,尾瀬区域に対する適切季節で取れたALOS-2がない可能性がある。その場合,豊富なデータ量があるALOSデータを利用して,ALOS-2データの代わりに,研究を行う。(3)PolSARデータによる高精度「四次元」画像化方法の開発:平成29年度では,ALOS-2データを用い,目標本体と被覆物の立体形状(3次元)および被覆物種類(1次元)を同時に表せる「四次元」画像化手法を開発する予定である。準備できたデータは中国の重慶区域であるが,目標の複雑度が非常に高いため,アルゴリズムの初期開発には不適切だという可能性もある。その場合,被覆物が単純である目標(例:富士山区域)を利用して,画像化手法を開発する。29年度が最終年度であるため、記入しない。計測工学29年度が最終年度であるため、記入しない。
p-電子系磁性体の中性子回折による研究

この研究ではp-電子系の磁性体、即ち、有機化合物の分子軌道上の不対p-電子により生じる磁性を中性子回折により明らかにすることを目的としているが、まず、そのような研究に適した有機ラジカルとして磁気転移点T_Nが高く、しかも単結晶が作り安いTriphenylverdazyl(TPV)を選び、その磁気的性質を磁化測定と中性子回折により明らかにした。有機磁性体については単結晶による本格的な研究はまだ少なく、また、中性子回折によるスピン構造の研究も殆ど行われていないのが現状である。まず、単結晶育成がこの研究では重要であるが、我々は、アセトン溶液中にTPV結晶を析出させる再結晶法により結晶性が良く、しかも大きい単結晶を得ることに成功した。一番大きい単結晶は18mgもあり、これにより中性子回折の測定が可能となった。単結晶試料を用いた試料振動型磁力計及びSQUID磁力計による磁化測定より、TPVは1.71Kにネール点を持つ反強磁性体であり、ネール点以下で弱強磁性が発生することを発見した。有機化合物でこのような弱強磁性が見つかったのはこれが初めてである。これはジャロシンスキイ・守谷の相互作用によるものと思われる。中性子回折では(101)指数の磁気ブラッグ反射が見つかり、また、他の磁気反射が弱いことより、そのスピン構造はTPV分子のverdazyl基の中の窒素原子が1μ_Bの磁気モーメントをもち、各分子の磁気モーメントはc-軸方向に沿って反平行に整列している構造であることを明らかにした。スピンの方向はb-軸方向であり、磁化測定の結果と一致する。有機磁性体の中性子回折は難しい実験であるが、この研究により単結晶試料を用いれば我が国でも可能であることが明らかになった。今後、中性子回折の実験を行うことにより、有機化合物の分子軌道に関するより詳しいことが明らかになるものと思われる。今年度はp電子系磁性体の中性子回折に適した有機磁性体を探し出しその単結晶の育成と磁性の解明、そして中性子回折実験に必要なデータを得ることを主要な目的として研究を行ってきた。中性子回折にとっては、強磁性体より反強磁性体の方が多くの点で都合が良いので、1.7K以下の温度で反強磁性に転移する可能性があるTriphenyl-Verdazyl(TPV)について詳しい研究を行った。まず単結晶の育成であるが、色々な方法を試みた結果、再結晶法が最も有望な方法であり、これまでに最大で7mgの板状単結晶を得ることに成功した。中性子回折実験のためには100mg以上の大きい単結晶が望ましいので、現在条件を変えて良質の大きい結晶を作る試を行っている。このTPVの単結晶を用いて交流帯磁率の測定を行った結果、結晶板に垂直に磁場を加えた場合に、帯磁率は1.7Kに鋭いピークを示すが、板に平行な場合にはピークはなく、異方的な振舞を示すことが明らかになった。1.7Kの帯磁率のピークは比熱のピークに対応するもので、反強磁性への転移を示すものと思われる。中性子回折実験は日本原子力研究所3号炉原子炉に設置されているKSD中性子回折装置を用いて行った。TPVの7mgの単結晶を用いてa^*-c^*面内で多くのブラッグ反射の測定を行った。

これらの結果から磁気反射を観測するには、今回より100倍程度強度を上げる必要があることが明になったが、今後使う予定の炉壁に設置されている中性子回折装置は、今回用いたKSD装置より約50倍強度が強いと云われており100mg程度の大きい単結晶を得ることができれば、スピン構造の決定スピン密度分布の決定などが充分可能と思われる。今年度は有機反強磁性体であるTriphenylverdazyl(TPV)について単結晶試料を作製し、その磁気的性質を磁化測定、中性子回折により詳しく調べた。まず、単結晶作製であるが、昨年度に引き続き再結晶法を試み、アセトン溶液中に析出させる方法を用いることにより、大きくしかも高品質のTPV単結晶を得ることに成功した。結晶は六角形の板状をしており、色は黒緑色で、一番大きいものは18mgもあり、有機ラジカルとしては非常に大きく、しかも、モザイク度も良く高品質の結晶育成がこの方法で可能となった。磁化測定は試料振動型磁力計、及びSQUID磁力計を用いて行った。単結晶試料の色々な方向に磁場を掛け測定した結果、これまで得られていた粉末試料の結果に比較して格段に良いデータが得られた。その結果、三次元的磁気秩序の発生に伴い弱強磁性が発生すること、磁化曲線は殆どヒステリシスを示さないこと、ネール温度以上でも一次元的なshort range orderのために5K付近に帯磁率がなだらかな山を持つこと、スピン方向はb-軸方向であること等が明らかになった。中性子回折実験によりスピン構造の決定を行った。ネール点以下の温度で測定した結果、(101)ピークが磁気反射であることが明らかになり、また、他の磁気反射が弱いことより、TPVの磁気構造は各TPV分子が1μ_Bの磁気モーメントを持ち、c-軸方向に進むチェインに沿って反平行にスピンが並ぶ構造になっていることを解明した。スピンの方向はb-軸方向でありこれは磁化測定で決定した方向と一致する。今回はこの様に有機化合物であるTPVについて、磁化測定より反強磁性磁気秩序の発生に伴い弱強磁性が生じること、中性子回折よりスピン構造の決定を行い、そのミクロな磁性的性質を初めて明らかにした。
18F-FLT PETを用いた心サルコイドーシスの活動性評価に関する研究

心サルコイドーシスの診断と治療効果判定には18F-FDG PET検査が有用である。今回、心サルコイドーシスの治療効果判定における18F-FLT PETの有用性を検討し、18F-FDG PETと比較した。対象は心サルコイドーシスの治療前後に18F-FLTと18F-FDGのPET検査を施行した6例で、心臓、リンパ節、肺の集積を評価した。PET検査の前処置として18F-FDG投与時は18時間以上の絶食を行ったが、18F-FLT投与時は特別な前処置は行わなかった。評価方法として、視覚的に集積の有無及びパターン、半定量的方法としてstandardized uptake value (SUV)を用いた。視覚的評価の結果ではに18F-FLT、18F-FDGともに心臓15病変、リンパ節・肺22病変に集積を認めた。半定量的評価の結果では、心臓、リンパ節・肺の病変の治療後SUVは18F-FLT、18F-FDGともに治療前と比べ有意に低下した。当該研究の重要な検討項目は、1:肉芽腫性病変検出における18F-FLT PET検査の優位性、2:疾患の重症度評価における18F-FLT PET検査の有用性、3:ステロイド剤などの治療前後における効果判定における有用性の3つである。本年度で得られた結果は、18F-FLT PET検査は治療効果判定においても18F-FDGと同様に有用であることが示唆された。18F-FDG PET検査では長時間の食事制限やヘパリン負荷などの厳格な前処置が必要であるのに対し、18F-FLT PET検査では前処置が不要である点においては、18F-FDG PETより有用である。平成31年度以降も、症例を増やして18F-FDG PET検査・18F-FLT PET検査を施行するとともに、前年度に得られたデータに評価方法を追加して解析する。具体的には、前年度は画像の関心領域の放射能濃度を投与量と体重で補正した半定量的指標であるSUVのみで評価したが、病変内に閾値を設定し、その閾値以上を示した領域の容積であるMetabolic activity volume(MAV)や平均SUVとMAVの積であるTotal lesion activity(TLA)などを測定し、血液検査や心エコー、心電図所見とも比較検討する。また、治療効果判定においても、ステロイドなどの治療が行われた患者のフォローアップ検査を行い、18F-FDG PET検査・18F-FLT PETを比較検討する。サルコイドーシスと診断され胸部のFDG PET、FLT PETを施行された20症例を対象とし後方視的に検討した。PET検査の前処置としてFDG投与時は18時間以上の絶食を行ったが、FLT投与時は特別な前処置は行わなかった。評価方法として、視覚的に集積の有無及びパターン、半定量的方法としてmaximal standardized uptake value (SUVmax)を用いた。結果は、2症例が心臓のみ、7症例が心外病変のみ、残りの11症例が心臓と心外病変を認めた。生理的集積の抑制不良などで、FDG PETでは20例中4例で評価困難であったのに対し、FLT PETは全例で評価が可能であった。心サルコイドーシスの診断におけるFDG PETの感度は85%、特異度は100%、正診率は90%、FLT PETはそれぞれ92%、100%、95%で遜色ない結果であった。平均SUVmax(±SD)はFDG PETが8.45 ±3.50で、FLT PETの3.14 ±0.89より有意に高かった(p < 0.005)。心外病変は全てFDG PET、FLT PETで描出された。本検討の結果より、FLT PETはFDG PETと同等の検出率を有す検査であることが示唆された。集積の程度はFLT PETはFDG PETには劣るものの、生理的集積がなく前処置が不要である点を考慮すると有用との結論が得られた。本年度で得られた結果は、FLT PET検査が、現在画像検査として最も検出感度が高いと言われているFDG PET検査と同程度の診断能を有す可能性を示唆しており、さらにFDG PET検査では長時間の食事制限やヘパリン負荷などの厳格な前処置が必要であるのに対し、FLT PET検査では前処置が不要である点においては、FDG PETより有用であると思われる。

視覚的評価の結果ではに18F-FLT、18F-FDGともに心臓15病変、リンパ節・肺22病変に集積を認めた。半定量的評価の結果では、心臓、リンパ節・肺の病変の治療後SUVは18F-FLT、18F-FDGともに治療前と比べ有意に低下した。当該研究の重要な検討項目は、1:肉芽腫性病変検出における18F-FLT PET検査の優位性、2:疾患の重症度評価における18F-FLT PET検査の有用性、3:ステロイド剤などの治療前後における効果判定における有用性の3つである。本年度で得られた結果は、18F-FLT PET検査は治療効果判定においても18F-FDGと同様に有用であることが示唆された。18F-FDG PET検査では長時間の食事制限やヘパリン負荷などの厳格な前処置が必要であるのに対し、18F-FLT PET検査では前処置が不要である点においては、18F-FDG PETより有用である。平成30年度以降は、更に症例を増やしてFDG PET検査・FLT PET検査を施行するとともに、前年度に得られたデータに評価方法を追加して解析する。具体的には、前年度は画像の関心領域の放射能濃度を投与量と体重で補正した半定量的指標であるSUVのみで評価したが、病変内に閾値を設定し、その閾値以上を示した領域の容積であるMetabolic activity volume(MAV)や平均SUVとMAVの積であるTotal lesion activity(TLA)などを測定し、血液検査や心エコー、心電図所見とも比較検討する。また、前年度以前に診断されFLT PET検査を施行されている症例でステロイドなどの治療が行われた患者のフォローアップ検査を行い、治療効果判定におけるFLT PET検査の有用性についても検討する。平成31年度以降も、症例を増やして18F-FDG PET検査・18F-FLT PET検査を施行するとともに、前年度に得られたデータに評価方法を追加して解析する。また、治療効果判定においても、ステロイドなどの治療が行われた患者のフォローアップ検査を行い、18F-FDG PET検査・18F-FLT PETを比較検討する。(理由)予定していた一つの学会出張を取りやめたため残が生じた。(使用計画)学会出張旅費に充てる。
新しいカラードプラ血管内・心腔内エコー法の開発とその心臓血管外科における応用

カラードプラ血管内・心腔内エコー法の開発とその臨床応用に対して以下の実験、研究を行った。(1)システム開発:従来の血管内超音波カテーテルと全く異なる種々の形態のカラードプラ用超音波カテーテルの作成とそれらに対応した超音波診断装置(アロカ2200プロトタイプ)の基本システムの開発。(2)カラードプラ出力の分析:血液循環シュミレーション回路を用い、本システムによるカラー血流像が血流性状(層流、乱流)、血流速度及び速度波形(拍動流と定常流)の違いを正しく反映したものか否かについて検討した。なお、(2)の実験結果を(1)にフィードバックし、繰り返し同様の実験を行いシステムの改良を積み重ねた。(3)実験動物における有効性と安全性:ブタを用いて正常及び異常血管(狭窄病変)における血流描出と安全性について検討した。(4)臨床応用における有用性:心臓外科症例(弁膜症、大動脈瘤)において手術室あるいはカテーテル検査室で応用した。最終結果は以下の通りである。(1)カテーテル先端の探触子をシャフト軸に対して45゚傾斜マウントさせた超音波カテーテル(10MHz,8F)を用い、超音波装置内の低速流用カラーフィルタ処理を行うことにより毎秒30200cmの血流を秒間13フレームでカラー表示可能な新しいシステムの開発に成功した。(2)カラー表示速度は血流速度と高い相関を認め、また、カラーパターンは速度時間変化と良く一致し、血流評価に対する本システムの妥当性が立証された。(3)正常血流と病変部の血流は明瞭にカラー表示され、また、血行動態への影響、漏れ電流によるマイクロショック等は認められず、動物における有効性、安全性が確認された。(4)組織と血流診断に対する本法の有用性は血管造影、経食道心エコー法と同等であり、また術中応用で体外循環施行時の送血部位血流評価に高い有効性を認めた。以上より、心臓外科、循環器領域における新しい診断法としての本法の有用性が実証された。1.システム開発:全く新しくカラードプラ血管内・心腔内エコー法を開発するために(1)アロカSSD2200型をベースに独自の附加システムを製作し、又(2)血管内エコー法にカラードプラ機能を附加した特型プローブを試作した。2.モデル実験システム:上記の装置及びプローブを作動させ、かつ基本性能を評価するためのモデル実験システムを製作した。このシステムは血流の方向及び速度を任意に設定し、循環シミレーション閉鎖回路で模擬血液を循環させ、その回路に血管内プローブを挿入してドプラ血流信号を取得するものである。3.上記、1)のシステムとプローブ及び、2)のモデル実験によってその基本性能を検討した。今回の試作プローブは、カテーテルの軸方向に対して90°の方向に超音波ビームを出している。カラードプラ信号はカラーMモードで表示し、流速の表示はカラービームの輝度によって較正した。4.以下の実験結果を得た:1)血流の正、逆方向に対応し、赤色(暖色)と青色(冷色)に正しくカラードプラ表示された。2)流速を10cm/秒ステップで変化させたとき、カラードプラ出力輝度は正しく比例的に変化した。3)ドランスジューサを機械的に連続回軸させたときバックグランドのノイズレベルが増加し、回転速度が大きいとき、このノイズレベルが更に増加した。トランスジューサの回転をステップで自動制御させ継続的に行うことによりこのノイズレベルは低下した。

4)ブタを用いた動物実験で、上記3)と同様の本システムの基礎性能を検討し、ほぼ同様の結果、即ち、血流方向と流速に正しく対応してカラードプラ出力(表示はMモード)が取得された。5.まとめ:新しく開発したシステムと、試作したカテーテルプローブは、当初の計画通りに作動し、世界にさきがけて初めてカラードプラ血管内法をモデル実験及び動物実験で実現した。心腔内の検討は平成7年度中には到達し得なかった。一方、超音波ビーム方向がカテーテル軸に対して90°であること、カテーテル自身の回転によるドプラ効果が外乱となること、又表示法が現在はMモードであること等、なほ次年度以降に解決すべき課題を残している。初年度(平成7年度)において完成した基本システムとカラードプラ血管内・心腔内カテーテルプローブを使用して、本年度は2種類の実験を遂行した。まず、内径12mmプラスチックチューブ及び模擬血液による心血管シュミレーション回路でカラードプラ出力の分析行った。次に動物実験によって血流のカラードプラ出力の分析を行った。カラードプラ出力はカラーMモードで表示した。血流速度は電磁流量計によって計測した。試作カラードブラカテーテルは8F、10MHZで超音波ビームとカテーテルとがなす角θが90°と45°の2種である。シュミレーション回路で血流速度を30mm/secから200mm/secまで変化させたとき血流速度とMモードカラードプラ出力とは、正の相関を示した。血流方向を逆転したときのカラードプラ出力は正しく赤から青に逆転した。θが90°と45°のときのカラードプラ出力には著しく差があり、θが90°のときはカラードプラ出力はきわめて低値であるが、一方θが45°のときに実用的に充分な出力が得られることが判明した。これらの結果から、はじめてカラードプラMモード血流出力を回転PPIスキャニングによってバソコン上で合成することにより、血管内360°の血流の2次元表示が可能であることが実証された。次年度の課題としてPPIスキャニングの自動化と臨床使用のためのカラードプラ・カテーテルプローブの更なる改良が残されている。平成8年度までに開発したカラードプラカテーテルとそのシステムを実際に実験動物(ブタ)に使用するため、まずカテーテルと断層表示について以下のような改良を行った。カテーテル先端の探触子をシャフト軸と超音波ビームのなす角度が45°になるようにマウントし、カラー血流像が自動的に毎秒13フレームで表示できるようにシステム内ソフトウェアーを変更した。血液循環回路内でこの改良システムの血流描出能を検討した結果、血流速度30200cm/secの範囲内においてカラー表示速度とパルスドップラー法で測定した血流速度には高い相関が認められた。また、血流速度波形の異なる定常流と拍動流はカラー断層表示により視覚的に容易に判別可能であった。同システムの有効性と安全性を確認するため実験動物(ブタ)を施行した。全身ガス麻酔の後開胸、開腹し大腿動脈からカテーテルを大動脈に挿入し、狭窄病変を作成してその描出性を検討した。正常血流と病変部の血流は明瞭にカラー表示され、従来の経胸壁、経食道カラードプラ法とほぼ同等の有効性が認められた。また、血行動態への直接的な影響、漏れ電流によるマイクロショック等は認められず、安全性が確認された。引き続いて同システムの最終目的である臨床例に対する有効性を検討した。
アクチビンの情報伝達系の制御機構

(1)ARIP2はそのN末側に1個のPDZドメインを有し、これを介してアクチビンII型受容体と結合する。他方、C末側のロイシンジッパー様ドメインと介してエンドサイトーシス制御因子RalBP1と結合する。ARIP2はアクチビン刺激によるCa依存的なII型受容体のエンドサイトーシスを促進する。また、ARIP2には多くのスプライシングバリアントが存在し、ロイシンジッパー様ドメインを欠く分子種ARIPzipはアクチビンII型受容体の細胞膜へのターゲッティングに関与する。(2)B細胞のアクチビンによるアポトーシス誘導にDok-1(rasGAP結合蛋白質)が必須であることをジーントラップ法により明らかにした。Dok-1はSmad3、4のヘテロ二量体形成及びSmad3の核移行を促進する。こうした結果は、膜直下のDok-1上でSer/Thrキナーゼ系とTyrキナーゼ系とがクロストークしていることを示す。(3)オーファン受容体として報告していたALK7がアクチビンBのI型受容体であることを明らかにし、膵島β細胞の分化での役割を推測した。(4)フォリスタチン(アクチビン結合蛋白質)と類似したドメイン構造を有するFLRGを単離し、それがアクチビンの新規阻害分子であることを明らかにした。FLRGはBMP、GDF8、GDF11の作用も強く阻害した。アクチビン受容体細胞内ドメインと会合するPDZドメインをもつ分子群ARIP(Activin Receptor Interacting Protein)とをアクチビン結合蛋白質であるフォリスタチン様分子とによるアクチビン情報伝達系の細胞内外における制御の分子機構を明らかにし、アクチビンの活性制御の分子的基盤をより明確にすることを目的としている。今回は、次のような成果を得た。1.オーファン受容体として報告していたALK7はアクチビンIIA型受容体とダイマーを形成し、アクチビンAB, B, nodalをリガンドとして用いシグナルを伝える事を明らかにした。さらに、ALK7を高発現している膵臓ベータ細胞において、アクチビン刺激により、インスリンの合成、分泌がともに亢進する事を示した。2.ARIP分子群の1つARIP2はPDZドメインを1つ持ち、これを介してアクチビン受容体II型と結合することを明らかにした。ARIP2を過剰発現させるとアクチビン受容体の細胞内局在が細胞膜から細胞質へと変化した。また、ARIP2は受容体のエンドサイトーシス制御因子であるRalBP1とも結合することが判明した。これらの結果からARIP2はアクチビン受容体II型のエンドサイトーシスを制御していることが明らかにされた。3.フォリスタチンのプロモーターはAP1サイトおよびCRE-likeサイトを含み、そのmRNAはPKCおよびPKAの経路で発現誘導された4.B細胞ハイブリドーマHS72のアクチビンによるアポトーシス誘導にはDok-1が必要であることがエクソントラップ法により示された。Dok-1はSmad3の核移行を促進することが分かった。これらの結果から、膜直下にあるDok-1上でSer/Thrキナーゼ系シグナルとTyrキナーゼ系シグナルとがクロストークしていることが明らかにされた。本研究は、アクチビンの各種アイソフォーム、I型及びII型受容体の組み合わせ、受容体細胞内領域との会合分子、アクチビンの各種結合蛋白質分子などにより、アクチビンのシグナル伝達系が微妙に調節を受けている仕組みを分子レベルで理解することを目的とする。本年度は次のような成果を得た。(1)アクチビンII型受容体の細胞内領域と結合するPDZ蛋白質群ARIPのアクチビンシグナル伝達における機能の解析を進めた。ARIP2はN末側にある1個のPDZドメインを介してII型受容体と結合し、C末側のロイシンジッパー様ドメインを介してSmall-GTP結合蛋白質Ralの下流分子であるRalBP1と結合する。ARIP2がアクチビン刺激によるCa依存的なRal/RalBP1系の活性化に伴いII型受容体のエンドサイトーシスを促進することを明らかにした。

また、ARIP2には多くのスプライシングバリアントが存在する。C末側のロイシンジッパー様ドメインを欠く分子種ARIPzipはアクチビンII型受容体の細胞膜へのターゲッティングに関与する知見を得ている。アクチビンのB細胞アポトーシス誘導に不可欠な遺伝子Dok-1(rasGAP結合蛋白質)はSmadとアクチビン受容体をつなぐアダプター分子であり、Smad3、4のヘテロ二量体形成を促進し、Smad3の核移行を促進させる。また、Tyrキナーゼ系シグナルの下流で作用すると考えられてきたDok-1はSer/Thrキナーゼ系シグナルであるアクチビンの細胞内伝達機構にも関与することを明らかにした。(2)FLRGはフォリスタチンと類似したドメイン構造を有し、アクチビンの新規阻害分子として同定された。FLRGはアクチビン、BMP以外に、GDF8(myostatin)及びGDF11(BMP11)の作用も強く阻害することが判明した。
ヨロイイソギンチャクの白化の利点

<意義・成果>昨今の異常気象により、サンゴやイソギンチャクの世界的な白化と死滅が報告され、社会問題となっている。白化とは、サンゴやイソギンチャクに共生している褐虫藻が、体内からいなくなる現象である。本報告者は、白化現象は、サンゴやイソギンチャクの順応と考えている。そこで、この白化の利点と不利点を明確にするための評価方法の確立が当面の目標である。また、この社会問題に対して人が関心をもって積極的に関わっていくことが大切である。今回の成果は次の2点である。(1)ヨロイイソギンチャクでは、白化個体の方が通常個体よりも高温ストレスに耐性のあることをATP量により定量的に示した。(2)実験した生徒や研究発表の場を通して、社会的問題となっている異常気象による生物への影響を、これからの社会の形成者である生徒らに考えさせる機会を設けることができた。<具体的内容>予めヨロイイソギンチャクを白化・養生させた白化個体と通常個体を用い、高温ストレス35°C条件下に24時間暴露した際のATP量を比較すると、白化個体では通常個体の1.4倍であり、白化個体の方が、高温ストレス耐性が比較的高いことが示唆された。また、予め単利培養した褐虫藻を用い、通常飼育温度25°Cと高温ストレス35°C条件24時間暴露後の褐虫藻のATP量を比較したところ、35°C条件の方が倍近く多かった。このことから、白化は褐虫藻が弱ることが原因ではないことが示唆された。このATP量測定は、刺胞動物等の活性度合いが不明瞭な生物の評価方法にも応用できるだろう。
骨形成因子（BMP）による未分化性維持と腫瘍化機構の解明

本研究では、BMPが持つ未分化性維持・腫瘍化と分化促進という二面性に注目し、腫瘍化の分子機構を解明して、その制御法を開発することを目指した。特に、エピジェネティック因子の同定と腫瘍形成能における機能評価を目標としている。平成30年度は、MEFからのリプログラミング(iPS化)を指標とすることで、BMP-Smadやこれまで同定したヒストン脱メチル化酵素Aの役割を評価し、SMAD-酵素Aの相互作用がリプログラミング効率に影響を与えることを示唆するデータを得た。1)2)昨年度までの結果で、SMAD1と相互作用するヒストン脱メチル化酵素Aを同定し、結合部位がSMADのMH2ドメインであることを示した。この部位は、SMAD1/5-SMAD4のヘテロ複合体形成に重要であるが、DNA結合領域を持たず、標的遺伝子の転写調節に関与しない。また、SMAD1が結合することにより、酵素Aの機能を阻害することが予想され、生化学的手法を用いて確認した。3)今回得られた知見が、未分化能・腫瘍形成能で果たす役割についての評価を行った。当初免疫不全マウスでの評価を行うことを計画していたが、免疫不全マウスの奇形腫形成能では評価が難しいと判断し、MEF(マウス胚性線維芽細胞)からのリプログラミング(iPS化)効率を指標とした。既にSMADがリプログラミングを促進することは報告されている。これまで、SMADが標的遺伝子を誘導することでリプログラミング効率を改善するとされていたが、MH2ドメインのみでもSMAD全長と同等のリプログラミング効率改善が認められた。従って、標的遺伝子の誘導を介さない、上記のSMAD(MH2)-酵素Aの関係が重要な役割を果たしていることが示唆された。以上より、SMAD-酵素Aの関係が生体内で機能を果たしていることが示唆され、BMPが関係する腫瘍化の過程に重要である可能性が予想された。本研究では、BMPが持つ未分化性維持・腫瘍化と分化促進という二面性に注目し、腫瘍化の分子機構を解明して、その制御法を開発することを目指す。平成29年度は、Smad1/5のChIP-seqデータから予想されるエピジェネティック因子に関して、ヒストン脱メチル化酵素Aを同定した。さらに生化学的な検討を進め、Smadが相互作用することにより、酵素Aの機能が阻害されていることを示唆するデータを取得している。1)SmadノックアウトES細胞におけるヒストンの修飾などのエピジェネティックマーカーの評価:MERVL、Zscan4遺伝子の発現に与える影響とSmadとの結合を指標にスクリーニングを行い、ヒストン脱メチル化酵素Aを同定した。2)転写因子Smadとゲノム上で相互作用するエピジェネティック因子の同定と、マウスES細胞からの分化系での検討:Smadと相互作用する脱メチル化酵素Aを同定した。Smadが酵素Aと結合する部位の範囲を狭めていったところ、SmadのMH2ドメインが酵素Aとの結合に重要であることを明らかにした。この酵素Aに関しては既にノックアウトES細胞も報告されており、Smad1/5ノックアウトES細胞とは逆の表現型を示すことが報告されている。従って、Smadが酵素Aの機能を阻害することが予想された。実際に、Smad-酵素Aの相互作用の結果、酵素A-クロマチンの結合が減弱する傾向にあることを、293T細胞の核抽出物、もしくは精製蛋白を用いたin vitroの系で確認し、さらにヒストンペプチドアレイを用いた系で網羅的に評価した。3)未分化能・腫瘍形成能の評価として免疫不全マウスにおける奇形腫形成能で評価:酵素Aの同定やSmad-酵素Aの相互作用を検討することを優先したため、平成29年度に予定していた免疫不全マウスでの予備実験は平成30年度に実施することとした。エピジェネティック因子の同定と腫瘍形成能における機能評価を目標としている。今年度までで、Smadと相互作用する脱メチル化酵素Aを同定し、詳細な生化学的評価を行った。おおむね予定通り順調に進捗していると考える。

これまで、SMADが標的遺伝子を誘導することでリプログラミング効率を改善するとされていたが、MH2ドメインのみでもSMAD全長と同等のリプログラミング効率改善が認められた。従って、標的遺伝子の誘導を介さない、上記のSMAD(MH2)-酵素Aの関係が重要な役割を果たしていることが示唆された。以上より、SMAD-酵素Aの関係が生体内で機能を果たしていることが示唆され、BMPが関係する腫瘍化の過程に重要である可能性が予想された。1)、2)に関し、マウスES細胞において、脱メチル化酵素AとSmadの機能に関して引き続き解析する。3)に関して、免疫不全マウスでの奇形腫形成能で、腫瘍化への影響を評価する。そして、得られた成果をまとめて論文投稿する。今年度は免疫不全マウスでの実験の予備実験を予定していたが、次年度に行うこととしたため。東京大学大学院医学系研究科病因・病理学専攻分子病理学分野(宮園研)ホームページ
流体動力のリアルタイム計測システム

シミュレーションによって、管路モデルの演算時間の調査を行った。集中定数系モデルおよび定常層流用モデルを用いた計測モデルは十分短い値が得られた。その一方、非定常層流用モデルを用いた場合は、計算量が多いという課題があることがわかった。実際の計測においては,油圧ポンプの脈動流量などによる変化も計測することを想定すると0.1msのサンプリングタイムで計測することを目標とする。集中定数系モデルおよび定常層流用モデルを使用した計測モデルの演算時間は、この目標サンプリングタイムより十分短いと言える。しかし、非定常層流用モデルを用いたものは分割数によっては十分短い演算時間とは言えず、また分割数N=9,10の場合は実行がそもそもできないなど、計測モデルの軽量化が必要であることがわかった。特に非定常圧力損失近似項の影響は大きいと考えられ、その部分を中心に計算量の見直しが必要である.定常カルマンフィルタを用いた管内流れの把握手法を応用した層流流量計システムを提案した。本研究では、計測システム装置を実際に製作し、層流における細管流量と全体流量の関係式を求めた。今回製作した実験装置は、最大3L/min程度の全体流量を測定することを想定し、細管内の流れが層流となるように細管内径1mm,細管本数32本とした。上流側から30mmの管径で流れてきた流れを32本の細管で分割したもののうち、一番下側の細管をカルマンフィルタによる流量測定の対象とした。各圧力センサの配置は、上流点・中間点の間隔が330mm、中間点・下流点の間隔が470mmとした。校正用流量計として、コリオリ流量計を使用した。定常流における関係式を導出し、結果として,細管流量と全体流量の関係を確認した。定常流においては層流流量計システムとして機能させることが可能であることを示した。申請時の平成30年度の計画では、リアルタイム演算の高速化の研究を行なう計画であり、管路の分割数と非定常層流圧力損失の近似項数の2点について、使用する管路モデルによる計算時間を定量的に明らかにすることができ、講演発表を行なった。さらに、32本の細管を束ねた層流流量計に本研究課題で提案するカルマンフィルタによる流量計測法を適用することで、流量測定範囲を拡張する方法を考案し、講演発表を行なった。以上から、おおむね順調に進展していると言える。平成30年度に考案した層流流量計にカルマンフィルタを適用して流量を計測する手法をもとに、非定常流量が計測できること、ならびに非定常の流体動力が計測できることを、実験的に明らかにする。得られた成果は、論文発表により、公表する予定である。本研究課題では,配管によって伝達される流体動力をリアルタイムで計測するシステムを開発する.流体動力は流量と圧力の積であるが,本手法は流れの抵抗となる流量センサを用いずに,圧力センサだけを用いることが特徴である.管内における流れの数学モデルをもとにしたカルマンフィルタ理論によって流量を推定し,圧力センサ信号との積を計算することで流体動力をリアルタイムで計測することを目指している.平成29年度は,研究計画に従って,1)流体動力リアルタイム計測システムの製作,および2)流体動力リアルタイム演算アルゴリズムの実装を,おおむね計画通り実施した.1)については,具体的には,計測に利用する圧力センサの動ひずみ増幅器を選定して購入し,計測管路の内径と計測区間長を決定して部品を機械加工し,実験装置を製作した.2)については,代表者の研究室で所有している高速デジタル演算装置を用いて,カルマンフィルタのリアルタイム演算を実行するプログラムを制作し,実際にカルマンフィルタをリアルタイムで実行した.本年度の研究によって,提案するカルマンフィルタによる流体動力の計測がリアルタイムで可能であることを,実験により明らかにすることができた.さらに,リアルタイム演算に必要な演算時間を計測し,条件によっては,計算モデルをより簡略にして,計算負荷を軽減する必要があることが明らかなった.これらの研究成果を,査読付ジャーナル論文として公表した.また,海外・国内の講演会にて講演発表した.平成30年度は,計算負荷を軽減するため,管内における流れの数学モデルについて工夫を加えることを計画している.また,実験装置を改良し,モニタ用の圧力センサを追加し,実際の油圧機器を対象として流体動力のリアルタイム計測を試み,本手法の推定精度を明らかにする.平成29年度は,研究計画に従って,1)流体動力リアルタイム計測システムの製作,および2)流体動力リアルタイム演算アルゴリズムの実装を,おおむね計画通り実施した.1)については,具体的には,計測に利用する圧力センサと動ひずみ増幅器を選定して購入し,計測管路の内径と計測区間長を決定して部品を機械加工し,実験装置を製作した.2)については,代表者の研究室で所有している高速デジタル演算装置を用いて,カルマンフィルタのリアルタイム演算を実行するプログラムを制作し,実際にカルマンフィルタをリアルタイムで実行可能であることを明らかにした.さらに,リアルタイム演算に必要な演算時間を計測し,高精度な計測が求められる場合には,計算モデルをより簡略にして,計算負荷を軽減する必要があることを明らかにした.これらの研究成果を,査読付ジャーナル論文として公表した.また,海外・国内の講演会にて講演発表した.シミュレーションによって、管路モデルの演算時間の調査を行った。

集中定数系モデルおよび定常層流用モデルを使用した計測モデルの演算時間は、この目標サンプリングタイムより十分短いと言える。しかし、非定常層流用モデルを用いたものは分割数によっては十分短い演算時間とは言えず、また分割数N=9,10の場合は実行がそもそもできないなど、計測モデルの軽量化が必要であることがわかった。特に非定常圧力損失近似項の影響は大きいと考えられ、その部分を中心に計算量の見直しが必要である.定常カルマンフィルタを用いた管内流れの把握手法を応用した層流流量計システムを提案した。本研究では、計測システム装置を実際に製作し、層流における細管流量と全体流量の関係式を求めた。今回製作した実験装置は、最大3L/min程度の全体流量を測定することを想定し、細管内の流れが層流となるように細管内径1mm,細管本数32本とした。上流側から30mmの管径で流れてきた流れを32本の細管で分割したもののうち、一番下側の細管をカルマンフィルタによる流量測定の対象とした。各圧力センサの配置は、上流点・中間点の間隔が330mm、中間点・下流点の間隔が470mmとした。校正用流量計として、コリオリ流量計を使用した。定常流における関係式を導出し、結果として,細管流量と全体流量の関係を確認した。定常流においては層流流量計システムとして機能させることが可能であることを示した。申請時の平成30年度の計画では、リアルタイム演算の高速化の研究を行なう計画であり、管路の分割数と非定常層流圧力損失の近似項数の2点について、使用する管路モデルによる計算時間を定量的に明らかにすることができ、講演発表を行なった。さらに、32本の細管を束ねた層流流量計に本研究課題で提案するカルマンフィルタによる流量計測法を適用することで、流量測定範囲を拡張する方法を考案し、講演発表を行なった。以上から、おおむね順調に進展していると言える。平成30年度は,当初の計画通り,計算負荷を軽減するため,管内における流れの数学モデルについて工夫を加えることを計画している.管路内の流れのモデルを簡易なモデルにすることによって,リアルタイム計測が可能となる条件の範囲が広がると予想されるので,この点を明らかにしたい.具体的には,管路内の流れのモデルとして集中定数系を利用することで,計算負荷が低減され,リアルタイム演算が可能となる条件が広がると予想される.一方,過渡的に変化する流体動力を計測するためには,最適化有限要素モデルを利用するが,分割数や非定常層流圧力損失の近似項数を調整してリアルタイム演算を可能にする方法や,モデル自体を低次元化するなどの手法について研究する.また,平成29年度に製作した実験装置を改良し,モニタ用の圧力センサを追加する.また,代表者の研究室に所有している既存の油圧機器等を対象として,流体動力のリアルタイム計測を行い,本手法の推定精度について確認する予定である.
図画工作科,鑑賞学習に於けるアートゲームの活用

アートゲームを開発するに先立って,文献調査,東京での資料収集を行った。東雲教育研究会にて靉光画「目のある風景」を題材としてアートゲームを取り入れた授業を提案した。これは,「目のある風景」に描かれている目が見ている風景を児童が想像し,絵に表し,その絵とタイトルをマッチングさせるゲームである。事前のアンケートから,児童の鑑賞学習に対する意識が低いことが明らかとなったが,本授業には意欲的な取り組みが見られた。また,事後のアンケートからも児童が意欲を持って取り組んだことが明らかとなった。また,児童の記述したワークシート等から深く鑑賞することができたことが見て取ることができた。この取り組みにより,鑑賞学習を深める手立てとしてアートゲームが効果的であることが明らかとなった。この結果は,2011年度東雲小学校研究紀要にて発表する。
Chirp音によるASSRの有用性についての検討

Chirp音による聴性定常反応(ASSR)は従来のAM2音による検査システムに比較して、短い検査時間で精度の高い聴力評価が可能と期待されているが、新しい検査システムであるため詳細な分析を行った報告は少ない。本研究では、Chirp音によるASSRの検査精度と検査時間、そして小児難聴児に対する残存聴力活用型人工内耳(Electric-Acoustic Stimulation: EAS)の有効性について検討することが目的である。平成29年度には、Chirp音刺激によるASSRの検査精度と検査時間について検討することを目的とし、成人症例において、Chirp音刺激によるASSRの反応閾値と自覚的検査である純音聴力検査の反応閾値を比較し、従来のAM2音によるASSRと比較しても遜色ない検査精度であることを確認した。平成30年度は、さらに、小児例においてChirp音刺激によるASSRの反応閾値を純音聴力検査の反応閾値と比較し、Chirp音刺激によるASSRの検査精度を検討した。さらに小児例において睡眠下での刺激頻度の検査条件を検討した。今年度の研究により、小児例においてもChirp音によるASSRの検査精度は、従来のAM2音によるASSRと比較して遜色ない検査精度であった。また、刺激頻度については、AM2音によるASSRと同様に刺激頻度90Hzが有用であった。平成29年度は主に成人例においてchirp音刺激によるASSRの検査精度と検査時間について検討した。平成30年度は、さらに、小児例においてChirp音刺激によるASSRの反応閾値を純音聴力検査の反応閾値と比較した。対象は10例であり、ASSRの反応閾値と純音聴力検査の聴力閾値の相関関係を検討した。結果、すべての周波数において両者は正の相関を示し、閾値差は10dB以内であった。このことから小児例においてもChirp音刺激によるASSRの検査精度は従来のAM2音によるASSRと比較して遜色ない検査精度であることが確認できた。また、小児例において睡眠下での刺激頻度の検査条件の検討を行った。対象は20例とし、結果、AM2音によるASSRと同様に刺激頻度90Hzが有用であった。平成31年度はさらに症例を追加し、成人例・小児例ともに従来のAM2音によるASSR検査システムであるMASTERとの比較検討を行う予定である。また、より検査精度の高いASSRを目指すため、刺激頻度や骨導ASSRなど、検査条件についても検討する予定である。さらに、Chirp音刺激によるASSRのEAS適応症例における有用性の検討のため、EASの適応と考えられる症例において、術前の残存聴力評価を純音聴力検査および従来のASSRでの評価に加えて、Chirp音によるASSRで再評価する予定である。Chirp音による聴性定常反応(ASSR)は従来のAM2音によるシステムに比較して、短い検査時間で精度の高い聴力評価が可能と期待されているが、新しい検査システムであるため詳細な分析を行った報告は少ない。本研究では、Chirp音によるASSRの検査精度と検査時間、そして小児難聴児に対する残存聴力活用型人工内耳(EAS)の有効性について検討することが目的である。平成29年度は、Chirp音刺激によるASSRの検査精度および検査時間短縮効果の検討を行った。Chirp音刺激のASSRを利用した聴力検査システムである、Eclipse&reg;を導入し、小児難聴症例20例40耳、成人難聴症例10例20耳を対象に検査を施行した。小児例については、男児7例、女児13例であり、受診契機は新生児スクリーニング異常が9例と最も多かった。その他、検査時間、ASSR気導閾値を測定した。また成人例については、男性4例、女性6例であり、受診契機は機能性難聴疑いが5例と最も多かった。小児例と同様に、検査時間、ASSR気導閾値を測定した。さらに成人例では、ASSRと純音聴力検査の検査閾値の差を比較し、ASSRの検査精度についても検討した。今年度の研究により、小児例・成人例どちらにおいてもChirp音によるASSRの検査時間の短縮が確認された。また、検査精度についても従来のAM2音によるASSRと比較しても遜色ない結果となった。研究計画では平成29年度は、Chirp音によるASSR検査システムであるEclipse&reg;を導入し、難聴症例を被験者として閾値検査を行い、ASSRの反応閾値と聴力レベルを比較することによる検査精度の検討と検査時間について検討する計画であった。症例数は成人難聴症例15例30耳、小児難聴症例15例30耳を予定していたが、小児例はすでに20例40耳の検査を施行した。しかし検査精度や検査時間については、従来のAM2音によるASSR検査システムであるMASTER&reg;との比較検討を施行していないため追加の検討が必要である。また、成人例についてはさらなる症例の蓄積が必要である。

平成29年度には、Chirp音刺激によるASSRの検査精度と検査時間について検討することを目的とし、成人症例において、Chirp音刺激によるASSRの反応閾値と自覚的検査である純音聴力検査の反応閾値を比較し、従来のAM2音によるASSRと比較しても遜色ない検査精度であることを確認した。平成30年度は、さらに、小児例においてChirp音刺激によるASSRの反応閾値を純音聴力検査の反応閾値と比較し、Chirp音刺激によるASSRの検査精度を検討した。さらに小児例において睡眠下での刺激頻度の検査条件を検討した。今年度の研究により、小児例においてもChirp音によるASSRの検査精度は、従来のAM2音によるASSRと比較して遜色ない検査精度であった。また、刺激頻度については、AM2音によるASSRと同様に刺激頻度90Hzが有用であった。平成29年度は主に成人例においてchirp音刺激によるASSRの検査精度と検査時間について検討した。平成30年度は、さらに、小児例においてChirp音刺激によるASSRの反応閾値を純音聴力検査の反応閾値と比較した。対象は10例であり、ASSRの反応閾値と純音聴力検査の聴力閾値の相関関係を検討した。結果、すべての周波数において両者は正の相関を示し、閾値差は10dB以内であった。このことから小児例においてもChirp音刺激によるASSRの検査精度は従来のAM2音によるASSRと比較して遜色ない検査精度であることが確認できた。また、小児例において睡眠下での刺激頻度の検査条件の検討を行った。対象は20例とし、結果、AM2音によるASSRと同様に刺激頻度90Hzが有用であった。平成29年度に施行した症例検討に加え、さらに症例を追加し、従来のAM2音によるASSR検査システムであるMASTER&reg;との比較検討を行う予定である。また、Chirp音刺激によるASSRのEAS適応症例における有用性の検討のため、EASの適応と考えられる症例において、術前の残存聴力評価を純音聴力検査および従来のASSRで行い、さらにChirp音によるASSRで再評価する予定である。平成31年度はさらに症例を追加し、成人例・小児例ともに従来のAM2音によるASSR検査システムであるMASTERとの比較検討を行う予定である。また、より検査精度の高いASSRを目指すため、刺激頻度や骨導ASSRなど、検査条件についても検討する予定である。さらに、Chirp音刺激によるASSRのEAS適応症例における有用性の検討のため、EASの適応と考えられる症例において、術前の残存聴力評価を純音聴力検査および従来のASSRでの評価に加えて、Chirp音によるASSRで再評価する予定である。平成30年度は検討症例のデータ解析のための機器を購入する。また、研究代表者、研究分担者の学会発表のため旅費として使用する。聴力評価には精度向上と検査時間の短縮化が期待されるChirp音によるASSR測定装置Eclipse (Interacoustics社)の各種電極や脳波記録メディアなどの消耗品の購入が必要である。また、Chirp音によるASSRは近年、開発された反応であるため、詳細な分析を行った報告は数少ない。
熱外中性子偏極技術の開発と139LaにおけるCP対称性の破れの増幅率の最終決定

139Laの中性子吸収反応では基本相互作用におけるCP対称性の破れが百万倍以上増幅されていることが近年明らかになった。これにより未知のCP対称性の破れを今までにない感度で探索できる可能性が示唆され、国内外で注目されている。一方でCP対称性の破れの増幅率には未だ不定性があり、これを最終的に決定することが本研究の目的である。本研究では中性子偏極デバイス:3Heスピンフィルターの高性能化を行い、従来は偏極が難しかったeV領域の中性子偏極を達成する。これを用いて、139Laの偏極中性子吸収反応に伴って放出されるγ線の放出方向のアシンメトリを測定し、139LaのCP対称性の破れ増幅率を決定する。本研究では139Laの偏極中性子吸収反応を測定することにより、139LaにおけるCP対称性の破れの増幅率を決定することを目的としている。本研究には1eV程度の高エネルギー中性子を偏極することができる中性子偏極デバイスが必要不可欠であり、本年度では中性子偏極デバイス: 3Heスピンフィルターの作製環境の立ち上げと作製、および性能評価システムの開発を行った。本年度では3Heスピンフィルターの作製用真空システムの構築を行い、3Heスピンフィルター作製に十分な真空度(8x10e-8Pa)を達成した。この真空システムを使用し、4つの3Heスピンフィルターの作製した。これらを性能評価したところ、十分長い3He偏極緩和時間をもっていることが判明し、十分実用的な3Heスピンフィルターを作製することができたと言える。加えて、3Heスピンフィルターの性能評価システムとして、周波数掃引型高速断熱通過型核磁気共鳴法を用いた3Heスピン反転システムの開発、電子常磁性共鳴法を用いた3Heスピン偏極度評価システムの開発なども行った。また、中性子ビームラインに3Heスピンフィルターを導入し、3Heスピンフィルターが中性子ビームラインにおいて実用可能であることの実証も行った。これらの結果を元に日米物理学会合同核物理分科会における招待講演をはじめとした国内外における学会に参加し、成果発表を行った。これらの成果から、本年度の目標は十分達成することができたと言える。時間がかかる3Heスピンフィルターの作製過程、性能評価過程を最適化し、無駄なく進められたため研究を順調に進めることができたと考えている。また、国内外における研究者とのコミュニケーションを緊密化し、開発のノウハウをうまく取り入れたことも大きな要因と思われる。十分な性能をもつ3Heスピンフィルターを開発することができたので、次年度からは3Heスピンフィルターを中性子ビームラインに導入し、物理測定を行う。また、その解析を行い、論文にまとめる。加えてさらに性能の良い3Heスピンフィルターの作製も続けていく。