hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
在宅Web調査をフル活用したデータフュージョン型都市間旅客需要調査手法の開発

これは,純流動調査は純粋な標本抽出調査ではなく,拡大係数が付されているためと考えられる.両調査結果の整合性を高めるためには,純流動調査の取得期間を長くするなどの工夫が必要と考えられる.本研究では,都市間旅客交通に関する新たな調査法の開発を目的として,在宅者を対象とした回顧式Webアンケート調査を実施した.この調査は,回顧できる限界を探るため,また同一回答者の季節変動を把握するため,パネル調査として過去3か月を振り返る形式で1年間にわたって4回実施した.その結果,各季節ごとに有意な変動を示していることが明らかとなった.入手したデータに対しては,集計分析と重力モデルを発展させたESF重力モデルを適用した分析を行った.その結果,季節変動に関しては,季節ごとに中心となる旅行目的が異なることが分かった.具体的には,夏と秋は観光目的が卓越し,春と冬は業務,私事目的の旅行が多かった.交通機関選択に関しては,鉄道や自動車を利用したトリップの方が回顧されやすい一方で,航空を利用したトリップの記録数は相対的に少なかった.低頻度の都市間旅行者と高頻度の都市間旅行者の間で,個人属性が有意に異なっていることが明らかとなった.すなわち高頻度旅行者の観測確率が高くなる旅行中の旅客を対象として拡大係数の設定を行うと,高頻度旅行層の特徴が強く反映された流動特性が抽出される危険性があることが分かった.新たに入手した,携帯電話位置情報に基づく都市間旅客OD表と,本研究で取得したWeb調査によるOD表,ならびに幹線旅客純流動調査の異同を確認するため,非負値行列因子分解を適用した.その結果,携帯電話位置情報がそれ以外(Web調査,純流動調査)と大きく異なっていた.携帯電話位置情報による都市間トリップ調査の代替を試みる場合,従来調査との接続性に留意する必要があることがわかった.さらに純流動調査とWeb調査の結果について,個人属性の違いを除くために傾向スコアマッチングを適用して,OD表を比較した.その結果,両データから推定したOD表に統計的な有意差がみられることが明らかとなった.本課題では在宅ベースのWeb調査を活用した複数データベースの統合利用によるデータフュージョン型調査手法の開発を行う.具体的には,1)既存の純流動調査との統合による季節変動の把握,ならびに,2)携帯電話のGPSビッグデータとの統合による需要推計を検討した.分析の結果,特に鉄道サンプルに関して,個人属性調整によってOD表の異同を説明することは,やや困難だった.特にこれまでの交通需要調査で留意されていなかった発地別のトリップ発生頻度への配慮が必要である.さらに携帯電話位置情報を既存調査の代替手法として交通需要調査に用いる場合,数日以上の期間でデータを取得して推計結果の安定性を確保する必要がある.平成28年度年度早々に,4回分のWeb調査の結果がそろう予定となった.
認知症診断のためのAβ,糖代謝,脳形態変化,血中成分の経時変化統合手法の構築

2016年度は、PETアミロイドイメージングの定量性改善のためのアルゴリズムの確定、アルツハイマー病(AD)進行に対する統計モデルの検討、ADモデルの医学的妥当性を検討するための、タウタンパク質蓄積量の定量化手法の検討を進めた。PETアミロイドイメージング定量アルゴリズムの確定については、その再現性を評価した。本課題の下で開発している参照領域自動設定アルゴリズム(AutoRef)について、86例の臨床データを使用した評価を行った結果、Aβの定量値であるBPNDの変動において0.4(p>0.95)以下であることが明らかになった。この値は、Aβ蓄積の陰性陽性を鑑別するために読影で使用されている閾値と同程度であることから、AutoRefは臨床的に再現性を確保していると言える。以上より、ADの早期診断において、その病因であるAβの中枢神経系への蓄積量に関する定量値を与える点でADの診断に対して重要な情報を提供し得ると期待されるPETアミロイドイメージングについての測定手法が確定した。続いて、FDG-PETによる脳局所の活動量、MRIからの脳局所の萎縮評価を併用した、AD進行に係る統計モデルを検討した。特にBPNDについては、生理学的に減少することがないという生理学的な先験情報を加味した特徴量抽出のために、sparse nonnegative matrix factorization法を適用したところ、2次元への縮約が有効であり、且つそのうち一つの重み係数が、ADの進行をよく反映しているという結果が得られたことから、現在症例個別の検討を通して、その医学的な有効性の検討に進めている。タウイメージングについては、健常例に対する撮像を開始するに至り、タウタンパク質の蓄積量に対する定量解析手法の検討を進める環境を構築した。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、陽電子断層装置(PET)及びMRIを用いたアルツハイマー病(AD)の早期診断のための情報統合手法の構築を目的としているが、2015年度は、(1)アミロイドβ(Aβ)画像作成アルゴリズムの開発,(2)データベースの構築(3)多元データ取扱いのためのアルゴリズムの構築の3点を実施する予定であった。それぞれに対する現状は以下の通りである。(1) Aβ蓄積量を定量画像化するために必要である、参照領域に自動設定アルゴリズム(AutoRef)、及びAβ画像の雑音低減アルゴリズム(CAKS)の開発を行った。AutoRefについては、86例の臨床画像を使用した性能評価を通してアルゴリズムをほぼ確定するに至り、その経過は、電子情報通信学会・医用画像研究会(11月,奈良先端大; 1月,那覇)で発表すると共に、PETについては世界的に最も権威のある米国核医学会(SNM, 6月,米国サンディエゴ)で口頭発表することが決まっている。CAKSについては、Aβ画像の撮像で使用されるアミロイドプローブの体内での動態に対する可用性を検討し、十分な性能を有することを確認し得た。以上から、本研究で重要となるAβ蓄積に関する定量画像の生成の見通しを確立することが出来た。(2)本研究の遂行に当っては、アルゴリズムの性能評価や改善点の明確化に使用するために、医師による診断情報を伴う臨床画像の確保が重要であるが、2施設から200例の提供を受けることが出来たことから、本課題の遂行に当って十分な例数を確保した。(3)機械学習的なアプローチについて調査を行い、アルゴリズム毎の可用性を検討した。アルゴリズム開発、特にAutoRefについては、当初の予想以上に進捗し、アルゴリズムがほぼ確定できたことと、その結果としてAutoRefを臨床データに対して適用するための実装に当っての詳細な修正点まで明らかになった。また、CAKSについては、研究開始時に策定したアルゴリズムが所期の性能を有することが明らかになったことから、結果として、当所計画以上に進展した。更に、臨床データの確保は本課題で重要である一方で、認知症を含む高齢者のPET画像が必要であることから、その確保は容易ではない。しかし、2つのPET施設と共同研究の関係を構築し得たことから、200例を確保し得た点は予想以上であった。以上から、2015年度の本研究は、当初の計画以上に進展することを得たと考える。

特にBPNDについては、生理学的に減少することがないという生理学的な先験情報を加味した特徴量抽出のために、sparse nonnegative matrix factorization法を適用したところ、2次元への縮約が有効であり、且つそのうち一つの重み係数が、ADの進行をよく反映しているという結果が得られたことから、現在症例個別の検討を通して、その医学的な有効性の検討に進めている。タウイメージングについては、健常例に対する撮像を開始するに至り、タウタンパク質の蓄積量に対する定量解析手法の検討を進める環境を構築した。2016年度は、以下について研究を進める。AutoRefについては、アルゴリズムがほぼ確定したことから、臨床データを使用した性能評価の実施を経て論文化する。また、6月に米国で開催される米国核医学会年次大会で口頭で発表することが決定していることから、脳PET領域の研究者らとの議論を通して、アルゴリズムの普及を図る。CAKSについては、シミュレーションによる性能の評価を確定すると共に、臨床画像を使用した性能の評価に進める。特に、Aβの蓄積が不鮮明な例群について、CAKSを適用した場合としなかった場合の両画像に対する専門医による読影上の判断の変化を検討する。既に、近畿大学医学部PETセンターとの共同研究の下で本研究を進めており、脳PET画像の読影を専門とする医師の参画を得ていることから、実施は可能である。AD或は認知症の進行に伴って、脳局所での萎縮が発生することから、MRI画像からの局所萎縮の定量評価を行い、これを、CAKS及びAutoRefから提供されるAβ蓄積量の定量値と組合わせることで、ADの超早期診断の可能性を検討する。これに当っては、多元計算解剖学A-2班に所属される、東北大学伊藤康一先生との共同研究の体制が既に出来上がっているので、この下で進める。これには統計モデルの構築が必要となり、2016年度からの新規の内容となる。一般に脳病変に対する画像診断では、対称性の破綻といった局所的な変化が手掛かりとなることから、グラフィカルモデルなど、複数のデータ間の相関を評価する手法を検討する予定である。これに当っては、多元計算解剖学A-1班統括の、名古屋工業大学の本谷秀堅先生との共同研究の体制が既に出来上がっており、この下で研究作業を進める。28年度が最終年度であるため、記入しない。
先端外科治療、支援技術の国際学術調査

医用画像処理や、ロボット技術等の先端工学技術を応用した新しい外科的治療方法となる、「低侵襲手術」等の新しい研究分野について、海外の各国の研究状況や国情に基づく研究意義や効果について正しく把握しておくことが重要である。3年間に渡り、新しい低侵襲手術に関する各国の研究状況について調査を行ってきた。その結果、下記のような成果が得られた。平成10年度は、中国・アメリカを中心とした調査を行った。臨床的に基本的な問題意識は本国同様のレベルにあり、我が国では初期より認識されていた術中脳変形問題がようやく注目され始めた段階であった。平成11年度は、ヨーロッパの研究者らと情報を交換し、本技術分野のニーズを検討した。基本的には同じ問題点を有しており、特に力覚フィードバックによるインタフェース、体内臓器情報の変形・統合、三次元画像による術野の可視化が重要視されていた。平成12年度は最終年度として、アメリカ・ヨーロッパを中心とした総括的情報収集を行ってきた。手術支援ロボットの研究については臨床応用を行う段階になってきており、また今後の研究開発動向としては、ロボットの本体の開発というよりは、これまでに個々に行われてきた医用画像処理および画像統合の技術と結び付け、総合的に手術支援を行うシステムの開発を目指す施設が多く見られるようになった。これについては、我々がかねてより主張してきた安全性や手術室環境に適合したロボットの開発が重要であると認識があった。医用画像や画像統合に関する研究では、個々の技術の高度化が図られていた。医用画像処理やロボット技術等の先端工学技術を応用した新しい外科的治療方法となる、「低侵襲手術」等の新しい研究分野については既に国際的に情報交換が始まっているが、海外の各国の研究状況や、国情に基づく研究意義や効果について正しく把握しておく必要がある。海外における研究開発現状についての調査研究・課題の整理:中国清華大学より関連研究者を招聘し、日本・中国における研究現状の情報交換を行った。また、アメリカにおいては予備調査として、腹部外科における最先端治療及びMRI下手術に関する先靖技術を調査・情報交換をし、臨床的にも基本的な問題意識は本国同様のレベルにあるが指摘された。また、国際学会としてCARSおよびMICCAIという2つの関連学会があるが、その中心となる研究施設における研究動向を調査した。また、中国における低侵襲外科治療の研究動向についても調査した。現在これらの施設で研究されている課題は医用画像処理、画像統合が主な課題であり、我が国では初期より認識されていた脳外科領域での術中脳組織変形問題がようやく注目され始めた段階であった。国内外を通じて腹部外科・脳外科・循環器系の外科分野においては術中の臓器内部の血管走行状態の把握や、臓器変形に対応した術前画像の補正が強く求められていた。外科治療ロボットの研究では実用化のための安全性の検討・工学側による医療現場ニーズのより詳細な把握が今後重要であると考えられた。結語:海外に3ける先端工学治療支援技術について特にアメリカ、中国の研究者らと情報を交換し、本技術分野のニーズを検討した。基本的には同じ問題点を有して3つ、特に近年では体内臓器情報の変形・統合・可視化が重要視されている。次年度より、ヨーロッパ・北米を中心とした調査・打・ち合わせを行い我が国と海外の現状について比較検討する。医用画像処理やロボット技術等の先端工学技術を応用した新しい外科的治療方法となる、「低侵襲手術」等の新しい研究分野についての動向調査を目的とする。このため海外の各国の研究状況や、国情に基づく研究意義や効果について正しく把握しておく必要がある。海外における研究開発現状についての調査研究・課題の整理:アメリカにおいては、脳神経外科・泌尿器外科における最先端治療及びMRI画像下手術に関する先端技術を調査・情報交換をし、臨床的にも基本的な問題意識は本国同様のレベルにあることが確認された。ヨーロッパにおいては、イギリス・ドイツを中心に調査を行った。ここではHapticsデバイスに注目が集まり、手術支援における力覚フィードバックの必要性についてのワークショップも行われた。

一方、画像情報関係の学会においては、三次元画像の医療応用が注目されていた。また、昨年度と同様に、国内外を通じて腹部外科・脳外科・循環器系の外科分野において術中の臓器内部の血管走行状態の把握や、臓器変形に対応した術前画像の補正が強く求められていたが、それに対応するためのバイオメカニクス的な研究の導入も図られてきている。結語:海外における先端外科治療支援技術について特にアメリカ、ヨーロッパの研究者らと情報を交換し、本技術分野のニーズを検討した。基本的には同じ問題点を有しており、特に力覚フィールドバックによるインタフェース、体内臓器情報の変形・統合、三次元画像による術野の可視化が重要視されている。次年度は最終年度として、ヨーロッパ・北米を中心とした調査・打ち合わせを行い我が国と海外の現状について比較検討し、最終報告書としてまとめる。医用画像処理や、ロボット技術等の先端工学技術を応用した新しい外科的治療方法となる、「低侵襲手術」等の新しい研究分野についてはすでに国際的に情報交換が始まっているが、海外の各国の研究状況や、国情に基づく研究意義や効果について正しく把握しておく必要がある。2年間にわたり、新しい低侵襲手術に関する各国の研究状況について調査を行ってきたが、今年度は最終年度としてアメリカ・ヨーロッパを中心に総括的な情報収集をおこなった。CARS、MICCAIという2つの関連国際学会において、中心的な役割を果たしている研究室を中心に、研究動向についての調査を行った。手術支援ロボットの研究においては、医師の使用経験についての発表が増加傾向にあり、ロボットの臨床使用を行う段階になってきたといえる。また、今後のロボットの開発・開発動向としては、ロボット本体の開発というよりは、これまでに個々に行われてきた医用画像処理及び画像統合の技術と結びつけ、総合的に手術支援を行うシステムの開発を目指す施設が多く見られるようになった。また、手術支援ロボットについては、手術室で使用するための安全性や、手術室環境に適合したロボットの設計開発が重要であると認識があった。医用画像処理や、画像統合に関する研究では、基礎技術は確立されつつあり、個々の技術のより高度化も図られている。特に、医用画像処理における研究では、昨年より引き続き臓器変形に対応した術前画像の補正に関する研究、血管走行状態に関する研究が注目を浴びていた。
点頭てんかんの発症機序に関する実験的研究-CRHcDNAの脳内発現によるモデル動物の作成-

点頭てんかんは乳児期にみられる最も悪性のてんかん発作であるが、その成因や有効とされるACTH療法の作用機序に関しては不明である。近年、点頭てんかんは特異的な年齢において、脳内での副腎皮質刺激ホルモン放出因子(CRH)の過剰発現による神経系の異常興奮に基づくとの仮説が報告された。そこで、本研究では、CRHの過剰産生が痙攣(神経細胞の異常興奮)を引き起こすか否かを分子生物学的に解明することを試みる。研究成果:1.ラット胎仔の間脳部をパパイン/トリプシン酵素処理により細胞分散を行い、未分化神経細胞の初代培養系を樹立することを試みた。なお細胞をin vivoの状態に近づけるため、培養はラット平滑筋細胞(R22Cl-F)によって産性された生物学的細胞外基質(R22Cl-F matrix)上にて行った。SV40-T抗原温度感受性変異体(tsA58)とネオマイン耐性遺伝子とを同じベクター上に有する遺伝子発現ベクターをエレクトロポレーションてこの初代培養細胞中に導入し、ネオマイシン(0.8mg/ml)存在下、33°Cで2週間培養した後、遺伝子導入細胞(コロニー)を抗-T抗体を用いた間接蛍光抗体法にて同定、クローニングすることを試みた。しかし、初代培養細胞は遺伝子導入に極めて脆弱であるため、不死化細胞を樹立することができなかった。2.このため、我々の樹立した未分化神経細胞株(HTLA230)へのCRHcDNA導入をおこなった。得られた各クローンについて、CRH高発現株をCRHcDNAをプローブとしたノーザンブロット、抗-CRH抗体による免疫組織化学法、ラジオイッムノアッセイ(RIA)にてスクリーニングしている。また、導入株が各種分化誘導因子に対して正常な応答性を示すか否かを検討する目的から、導入株をレチノイン酸処置した際の細胞の分化誘導を検討した。3.今後、この遺伝子導入細胞をラット脳内へ移植し、CRH過剰産生モデル動物がてんかんモデル動物となりうるか否かを検討する。点頭てんかんは乳児期にみられる最も悪質なてんかル発作である。点頭てんかんは臨床的に長い歴史をもつにもかかわらず、その成因や有効とされるACTH療法の作用機序に関しては不明である。そこで、本研究では、この仮説を分子生物学的に解明することを試みる。研究成果:ラット胎仔(E1719)の間脳部を切り出した後、パパイン/トリプシン酵素処理により細胞分散を行い、未分化神経細胞の初代培養系を樹立することを試みた。なお細胞をin vivoの状態に近づけるため、培養は我々の樹立したラット平滑筋細胞(R22Cl-F)によって産性された生物学的細胞外基質(R22Cl-F matrix)上にて行う。SV40-T抗原温度感受性変異体(tsA58)と遺伝子導入細胞選別のためのネオマイン耐性遺伝子とを同じベクター上に有する遺伝子発現ベクターをエレクトロポレーションてこの初代培養細胞中に導入した。ネオマイシン(0.8mg/ml)存在下、33°Cで2週間培養した後、遺伝子導入細胞(コロニー)を抗-T抗体を用いた間接蛍光抗体法にて同定、クローニングすることを試みた。初代培養細胞は遺伝子導入に極めて脆弱であるため、不死化細胞を樹立することができなかった。このため、樹立未分化未分化神経細胞内へのCRHcDNA導入をおこなった。現在、得られた各クローンについて、CRH発現(産性)をCRHcDNAをプローブとしたノーザンブロット、抗-CRH抗体による免疫組織化学法、ラジオイッムノアッセイ(RIA)にてスクリーニングを行い、検討している。今後、この細胞をラット脳内へ移植し、CRH過剰産生モデル動物作成を行い、点頭てんかんモデル動物となりうるか否かを検討予定である。得られた各クローンについて、CRH高発現株をCRHcDNAをプローブとしたノーザンブロット、抗-CRH抗体による免疫組織

化学法、ラジオイッムノアッセイ(RIA)にてスクリーニングしている。また、導入株が各種分化誘導因子に対して正常な応答性を示すか否かを検討する目的から、導入株をレチノイン酸処置した際の細胞の分化誘導を検討した。3.今後、この遺伝子導入細胞をラット脳内へ移植し、CRH過剰産生モデル動物がてんかんモデル動物となりうるか否かを検討する。
プロティンチップを用いた疾患特異マーカー検出システムの構築

本研究に於いて,はじめに疾患モデルラットを用いてゲンタマイシン投与による急性腎毒性関連蛋白質を同定した。ゲンタマイシン投与後,腎毒性に比例し,分子シャペロンHSP70が特異的に誘導された。さらに,腎毒性に比例してライソソームが腫大化し,快復期には元の大きさに戻った。腫大したライソソーム内にはHSP70とゲンタマイシンの複合体が検出され,HSP70とゲンタマイシンの複合体形成が腎毒性と密接な関係にあることを報告した。また,ヘリコバクター細菌によるアンモニア発生が胃癌を誘発することが知られているが,モノクロラミン投与によってもヘリコバクター細菌様の胃粘膜障害が報告されている。このため,モノクロラミンによる胃粘膜障害モデル細胞を作成し,変動蛋白質を解析した,その結果,分子シャペロンHSP70が胃粘膜保護に有効であることを解明した。このため,遺伝子発現用ベクターにヒトHSP70遺伝子を組み込み,HSP70高発現胃粘膜細胞を作製した。HSP70高発現胃粘膜細胞では,モノクロラミン投与による胃粘膜障害が軽減されることを報告した。このように,腎毒性と胃粘膜障害においては分子シャペロンHSP70が特異変動マーカー蛋白質と考えられる。次いで,HSP70を特異的に検出するプロティンチップの作製として,ポリマーをベースとした支持体に,HSP70の抗体を固定化することにより検出を試みた。超臨界二酸化炭素を用いたポリマーをベースとした支持体を作製した。このように,プロティンチップを用いた疾患特異マーカー検出システムの構築に向けた基礎研究はほぼ終了し,検出感度や信頼性などの実際面を検討中である。本年度は、(1)ラットに抗生物質ゲンタマイシン(GM)を投与することによる実験腎炎発症モデルを用いて、疾患特異蛋白質を解析した。その結果、分子シャペロンHSP70が本モデル動物において特異的に変動した。(2)GM特異結合蛋白質が分子シャペロンHSP70であり、カルボキシ末端側のペプチド結合領域であることを報告した。(3)GM投与ラット腎臓は、副作用としての腎毒性と比例してライソソームが腫大し、腫大したライソソーム内にGMとHSP70の共局在が確認できた。この結果から、腎不全を誘発する細胞内因子として、分子シャペロンHSP70のシャペロン活性抑制が疾患特異マーカーとしての候補と考えられる。さらに、ラット肝臓を用いた虚血再環流実験を行った。このモデルにメチルプレドニゾロンを投与すると、分子シャペロンHSP60の合成が特異的に誘導され、その後ミトコンドリアに移行し、ミトコンドリア膜電位低下を抑制すると共に、虚血時におけるミトコンドリアの機能を保護することが示唆された。この結果は、肝臓の虚血マーカーとしてHSP60の変動も疾患特異マーカーと考えられる。この様に、モデル動物を用いた疾患特異マーカーは、ある程度解析できたものと考えられる。HSP70やHSP60に対する特異抗体を得ているため、抗血清からIgGを精製し、金コロイド表面に抗HSP70 IgGやHSP60 IgGを固定化し、HSP70やHSP60との交叉反応性を、表面プラズモン解析や周波数変動装置を用いた解析法を検討している。蛋白質を固定するための支持体の選択、及び検出方法の検討も含め、次年度は、疾患特異マーカーの微量検出方法を確立する予定である。
双曲構造と球面構造の双対性

Warren Dicksとのe-mail文通により,穴あきトーラス束から生じるCannon-Thurston Mapに付随する平面のフラクタル分割と,標準的分割が導くカスプ三角形分割との間に自然な関係があることを証明した.現在共著論文を執筆中である.(2)強可逆結び目の同変種数の研究任意の周期的結び目は,周期写像で不変な最小種数ザイフェルト曲面を持つことがA.Edmondsにより証明されているが,強可逆結び目に対しては,対応する結果が成立しないことがわかる.しかし強可逆結び目に対して,対合で不変なザイフェルト曲面は存在するので,同変種数が定義出来る.この同変種数と通常の種数の差はいくらでも大きくなり得ることを証明した.この研究はToulouseで開催された国際研究集会で発表した.(3)垣水複体の研究垣水複体の単連結性を証明したJ.Schultensの議論を拡張することにより,K.Shackletonとの共同研究により,垣水複体の2次元ホモトピー群が消えていることを証明した.(4)あるMontesinos結び目補空間のvirtual fiber性の証明最近,Boyer-Zhangによりオイラー数が0であるMontesinos結び目補空間のvirtual fiber性が証明された.A'Campo-石川にdivide理論を応用することにより,オイラー数が0でないあるMontesinos結び目補空間のvirtual fiber性を証明した.1.McShaneの等式の一般化.秋吉宏尚,宮地秀樹,研究代表者により,双曲的穴あきトーラス上の単純閉曲線の長さに関するMcShaneの等式は穴あきトーラス擬フックス群,及びカスプ群に対するものへと一般化されていた.研究代表者はSer Peow Tanとの討論を通して,2橋結び目補空間を底空間とし,解消トンネルを錐軸とする双曲錐多様体に対しても錐角が十分小さいときは同様の等式が成立する事を観察した.全ての錐角に対して同じ等式が成立することを証明するのは今後の重要課題である.2.Jorgensen理論の完全な証明.Jorgensenによる一点穴あきトーラス擬フックス群の研究は様々な重要な研究を喚起し,多くの研究者の関心を集めているにもかかわらず,Jorgensenによる未完の論文があるだけであった.この中で,秋吉宏尚,研究代表者,和田昌昭,山下靖の共同研究によりJorgensen理論の3次元トポロジーの立場からの明快な記述と完全な証明を書き下した250ページの論文を完成した.これにより安心してJorgensen理論が使えるようになった意義は大きいと自負する.3.垣水複体の直径の評価研究代表者はKenneth Shackletonとの共同研究により,結び目Kがアトロイダルであるなら,その最小種数ザイフェルト曲面が作る垣水複体MS(L)の直径が結び目の種数により上から評価できることを証明した.Warren Dicksとのe-mail文通により,穴あきトーラス束から生じるCanmon-Thurston Mapに付随する平面のフラクタル分割と,標準的分割が導くカスプ三角形分割との間に自然な関係がありそうであると予想した.現時点ではまだ証明には成功していないが,確かな手応えを感じている.(2)Jorgensen理論の完全な証明.Jorgensenによる一点穴あきトーラス擬フツクス群の研究は様々な重要な研究を喚起し,多くの研究者の関心を集めているにもかかわらず,Jorgensenによる未完の論文があるだけであった.この中で,秋吉宏尚,研究代表者,和田昌昭,山下靖の共同作業によりJorgensen理論を3次元トポロジーの立場からの明快な記述と完全な証明を書き下し,更に比較的少ない予備知識しかもっていない読者でも理論の概要を理解できるように詳しい導入部をつけた.本書は290ページのモノグラフとしてSpringer Lecture Notes Seriesより出版予定で,これにより安心してJorgensen理論が使えるようになった意義は大きい.(3)垣水複体の研究研究代表者はKenneth Shackletonとの共同研究により,結び目Kがアトロイダルであるなら,その最小種数ザイフエルト曲面が作る垣水複体MS(K)の直径が結び目の種数により上から評価できることを証明した.応用として,Kの種数が1であるなら,その垣水複体は単連結である与とを証明した.Warren Dicksとのe-mail文通により,穴あきトーラス束から生じるCannon-Thurston Mapに付随する平面のフラクタル分割と,標準的分割が導くカスプ三角形分割との間に自然な関係があることを証明した.現在共著論文を執筆中である.(2)強可逆結び目の同変種数の研究任意の周期的結び目は,周期写像で不変な最小種数ザイフェルト曲面を持つことがA.Edmondsにより証明されているが,強可逆結び目に対しては,対応する結果が成立しないことがわかる.しかし強可逆結び目に対して,対合で不変なザイフェルト曲面は存在するので,同変種数が定義出来る.この同変種数と通常の種数の差はいくらでも大きくなり得ることを証明した.この研究はToulouseで開催された国際研究集会で発表した.(3)垣水複体の研究垣水複体の単連結性を証明したJ.Schultensの議論を拡張することにより,K.Shackletonとの共同研究により,垣水複体の2次元ホモトピー群が消えていることを証明した.(4)あるMontesinos結び目補空間のvirtual fiber性の証明最近,Boyer-Zhangによりオイラー数が0であるMontesinos結び目補空間のvirtual fiber性が証明された.A'Campo-
Compromised hostへの重度侵襲対策

Compromised hostsでは侵襲時の貪食細胞の活性酸素や炎症性サイトカイン産生が亢進し、その制御で臓器障害が軽減したが、これらは菌排除や肝再生にも重要であった。肝には菌排除に重要な肝固有とTNF-FasL系で肝障害を起こす骨髄由来の2つのクッパー細胞があり、compromised hostsでは前者が減少、後者が増加し感染と臓器障害が増悪したことからクッパー細胞の亜型と機能の正常化が肝要と考えた。また、ナノシートの創傷被覆効果を検討し、銀ナノ粒子担持の抗菌ナノシートを開発した。凝固障害を伴う大量出血時の止血ナノ粒子による止血や、光線力学療法の免疫賦活作用を利用した感染対策も検討した。ナノシートを用いた臓器損傷被覆治療では、家兎の下大静脈損傷に対してナノシートによる被覆治療で止血救命効果が得られ、J Vas Surg: Venous & Lymphatic Disord 1; 298-95, 2013に報告した。また、マウスの皮膚欠損部潰瘍に対してナノシートを被覆するだけでも創傷治癒促進効果が認められ、Plast Reconstr Surg 131: 236-40, 2013に報告した。ナノシートによるクモ膜欠損部被覆治療にも成功し、J Clin Neurosci 20: 301-5, 2013.に報告した。ナノシートを裁断してゲル化し、これを熱傷創面に塗布することで通常のナノシートと同様な創傷被覆効果が得られ、Adv Mater 25: 545-51, 2013に報告した。LPS 0.1 ugを体重20gのマウスに3日間連続腹腔内投与することで、マウスにLPS toleranceを誘導した。LPS toleranceの導入により、マウスの肝臓では骨髄由来のマクロファージであるrecruited bone marrow-derived Kupffer細胞の数が顕著に増えた。これらrecruited Kupffer細胞は本来の特徴である著明なTNF産生能が消失する一方で、本来はあまりなかった異物貪食能、殺菌能が飛躍的に増強していた。しかし、肝臓由来のマクロファージであるhepatic tissue resident Kupffer細胞は質量ともあまり変化は来たさなかった。LPS toleranceはrecruited Kupffer細胞が主体となって誘導され、これらマウスでは炎症性サイトカインの産生増加を伴わずに大腸菌感染への抵抗性が飛躍的に増強していた。このrecruited Kupffer細胞はCCl4による肝障害にも深く関与しており、recruited Kupffer細胞のFasLが肝細胞を障害していることをPlosOne 9; e92515, 2014に報告した。ナノシートによる腸管癒着防止の検討では、マウスの術後腸管癒着モデルに対してpoly lactic acidで作製したナノシートを損傷腸管に貼ることで、既存のSeprafilmと同等の癒着防止効果が得られた。また、止血ナノ粒子を用いた家兎の易出血性肝損傷モデルに対する止血救命効果を調べた検討では、止血ナノ粒子を臓器出血作製後に経静脈内投与しても、事前投与と同様に有意な止血救命効果が得られ、本成果をTransfusion 55; 314-325, 2015に報告した。エンドトキシントレランスマウスの肝臓では骨髄由来のRecruited Kupffer cellsの数が増加し、TNF産生能が消失したが殺菌能が増強した。本現象では重症感染症時のサイトカインストームが回避され、かつ殺菌能が増強することからcompromised hostへの重度侵襲対策としての有用性が強く示唆された。熱傷後の感染対策として活性酸素の制御は重要である。熱傷直後に発生する活性酸素は生体にとって有用であり、その後に発生する活性酸素を消去することが熱傷後の感染抵抗性重要であった(Miyazaki, Shock 44;252-7, 2015)。高脂肪食摂取によるマウスの脂肪肝では肝内でRecruited Kupffer cellsが増加しTNF産生が増えていたが、抗酸化剤であるレスベラトロールの摂取でResident Kupffer cellsが増加しTNF産生も減っていた。高脂肪食摂取では脂肪滴の細胞内取り込みに関与するadipose differentiation-related protein (ADFP)が増加するが、レスベラトロール摂取でproteomicsでみたADFPの発現が低下しており、その有用性が示唆された(Nishikawa, Mol Nutr Food Res 59; 1155-70, 2015)。Endotoxin toleranceに関する研究では、マウスでのvivoのendotoxin toleranceでは骨髄由来の単球系Kupffer細胞が機序発現に重要であることが分かった。このKupffer細胞はTNF産生を亢進せずに顕著な貪食殺菌能の増強を来たしており、重症感染症への治療対策へと応用出来る可能性が期待される。

このように本研究課題の骨子部分でもあるendotoxintoleranceの機序解明に関しては概ね研究を達成し得たと考えている。ナノシートを用いた臓器損傷部被覆対策は研究が順調に進捗している。ナノシートを用いた術後癒着防止対策は非常に興味深く臨床的意義も大きいと考える。止血ナノ粒子に関しても、臓器出血に対する後投与での止血効果が確認され、臨床応用へと一歩近づいたと考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。侵襲免疫学Endotoxintoleranceに関する研究では、toleranceを誘導したマウスが大腸菌などグラム陰性菌の重症感染に抵抗性となるだけでなく、黄色ブドウ球菌などのグラム陽性菌の感染に対しても有効であるかを検討し、臨床での応用へと発展させて行く。ナノシートに関する研究では幹細胞や銀ナノ粒子を担持させた機能性ナノシートを作製しナノシートの臨床応用への可能性を追究する。止血ナノ粒子に関しては、従来からの血小板代替物としての機能だけでなく、血小板が正常な状態における効果も検討し、臨床応用への可能性を広げたい。Endotoxin toleranceに関する研究では、大腸菌感染時にどの細胞のTNF産生が抑制されるかに、ある程度時間を費やしたが、これを特定し得た。H26年度はこの細胞のtolerance誘導時における貪食機能の解析などを積極的に行い、toleranceの機序解明がなされると考える。さらに明らかになった機序を利用し、重症感染症時の抗生剤に依らない治療対策を開発することに繋げたい。一方、glucocorticoid受容体(GR)を制御することで生体防御が如何に変化するかについては、概ね研究を達成し得たと考えている。すなわち、GRを活性化することで、細胞性免疫が抑制され炎症応答が減弱することが分かった。Concanavalin-A肝炎などの炎症性肝疾患は軽減するが、菌排除に細胞性免疫が重要な細菌感染などは増悪する危険性が示唆された。合成CRPに関しては、ヒトのマクロファージ系細胞でもマウスと同様な炎症性サイトカイン産生抑制効果が得られ、さらには抗腫瘍効果が得られ、当初の研究目標を達成し、今後は臨床応用へ向けた準備をしている。ナノシートを用いた臓器損傷部被覆対策は研究が順調に進捗し、多くの成果があげられた(原著論文4本)。止血ナノ粒子に関しても、臓器出血に対する後投与での止血効果は確認しているが、その機序やに関して検討中である。当該年度に行う予定であった実験が次年度に繰り越されたため。Endotoxin toleranceに関する研究では、引き続き貪食細胞のTNF産生と殺菌能との関係がtoleranceでどのように変化するか、研究する。核内受容体に関する研究では、PPAR-γなどの他の核内受容体が生体防御やマクロファージの貪食能に与える影響などを研究する予定である。
非共沸混合冷媒を用いた高効率冷凍システムの開発

給湯可能な程度の高温ヒートポンプの実用化を目標として、適切な冷媒の組合せの選択とシステム設計のための冷凍サイクルの熱力学的解析、及び蒸発器における混合冷媒の蒸発特性の解明を行った。[冷凍サイクルの熱力学的解析]非共沸混合冷媒を構成する低沸点冷媒としてR22、R12、高沸点冷媒としてR114、R11.R113を選びR22-R114、R22-R11,R12-R114,R12-R11,R12-R113の組合せ、及びR22-R12の組合せについて検討した。R22-R12については59年度に得た結果により考察した。その他の組合せについてはPeng-Robinsonの状態式、乙竹によって導かれた混合則を適用し、冷凍機、ヒートポンプの基本サイクル(凝縮開始温度360K,蒸発終了温度268K,過冷却度5K、過熱度10K)を解析した。ヒートポンプの成績係数についてはR11あるいはR113をR12あるいはR22と組合せる場合には極大値が存在する。サイクルの最高圧力は機器設計上上限があるので単独では使用できず、高沸点冷媒の混合が必要になる。高沸点冷媒を混合する事により圧縮機の体積効率や熱出力が低下するので、冷媒の選択はこれらを踏まえて行う必要がある。[混合冷媒の水平管内蒸発特性]冷媒としてR22-R12,R22-R114を選び,外径10mm、内径8mm、長さ4mのステンレス製蒸発管に直流を通電して加熱した。圧力及び壁温の測定から管周方向平均熱伝達率を求め乾き度の関数として整理した。管周方向熱伝達率を液のみが管を満たして流れた時の対流熱伝達率で規格化し、Lockhart-Martinelliのパラメータ、ボイリング数で整理すると、沸点差の小さいR22-R12の混合冷媒はR12,R22,R114の単一冷媒と同様に整理でき、熱伝達率の低下は見られない。これに対し、沸点差の大きいR22-R114の混合冷媒では乾き度0.3以下の範囲で熱伝達率の低下が著しい事が分かった。乾き度0.3はスラグ流ないし気泡流と環状流の遷移領域に相当する。
「忘れられた蛍光」Lγ4線を用いた、ランタノイドの価数選別XAFS分光

高分解能測定したL_<γ4>線を用いた、新しい化学状態分析法を開発した。L_<γ4>線は非常に弱いが(だからこれまで利用されなかった)、我々が開発した「孔雀型分光器」によって、EuやCeの高精度なL_<γ4>スペクトルを、1eV以下の高分解能で得ることに成功した。観測したL_<γ4>スペクトルは、それぞれEuの価数の違いとCe周りの配位環境の違いに応じて、化合物ごとに大きな違いを示した。こうした性質を使い、L_<γ4>の部分蛍光収量測定を通じて、EuL_<γ4>が「価数を選別したX線吸収測定」に応用できることを証明した。またCeL_<γ4>がCe材料における電荷移動の研究に利用できることも示した。本研究は、研究代表者が独自に開発したX線発光分光器、「孔雀型分光器」を高感度化しランタノイドの微弱発光線:Lγ_4線を高分解能分光することで、これまで誰もなしえなかったランタノイド化合物の「価数選別X線吸収微細構造(XAFS)」測定に挑むものである。本年度は、本経費を用いてSi半導体検出器と関連する計測システム(シングルチャンネルアナライザーと4連カウンター)を購入し、孔雀型分光器で検出器として用いていたシンチレーションカウンターと全て入れ変えた。この改良によって、迷光成分がほぼ除去でき、「価数選別XAFS」測定が完全に射程に入った。本年度の実験はまず、申請前に5eVの化学シフトを示すことがわかっていたEuS(2価)とEu_2O_3(3価)の1:1の混合物を調製し、Eu Lγ4線を測定、2価成分と3価成分のXAFSが得られるかどうかを確認した。その結果、混合物のEu Lγ_4スペクトルのうち、2価敏感な発光エネルギーと3価敏感な発光エネルギーをモニターして励起エネルギーを掃引すると、それぞれの価数を選別したXAFSスペクトルが得られることが実験的に立証された。さらにEu Lγ_4は価数だけでなく、Euのスピンにも敏感なことが示され、Eu Lγ_4は価数とスピンの両方を選別したXAFSのプローブとなりうることがわかった。引き続いて行った実験では、改良された孔雀型分光器を用いれば、実際の価数揺動材料:Eu_3Pd_<20>Ge_6や実用蛍光材料:BaMgAl_<10>O_<17>:Euの価数選別測定ができることも示せた。こうした成果はX線分光分野を超えて大きなインパクトを与え、分析化学一般の権威ある雑誌、Anal.Chem.にただちに印刷が決定された。また国内の2学会で講演した他、来年度のXAFSの国際会議(XAFS14)でも講演が予定されている。本年度はまた、Eu以外のランタノイドに研究を展開する第一歩として、実験室で予備測定用のセットアップを構築し、CeL線の化学効果を探索した。その結果、Lγ_4線だけでなくLβ_7線にも、価数変化に伴う小さいながらもはっきりとしたスペクトル変化を見いだした。この予備測定の結果もただちに論文発表した(Spectrochim. Acta B)。こうした諸成果に基づいて、今年度はSPring-8でCeLγ_4スペクトルの高感度・高分解能測定も実施し、EuLγ_4とは別のタイプの化学効果を世界ではじめて見いだした。この成果はX線分析討論会で報告され、「X線状態分析の新しい可能性を拓きうるもの」と高く評価された。現在、関連の総合報告を鋭意、作成中である。

本年度は、前年度までに高感度化してきた「孔雀型分光器」を用いて、いくつかのCe系の標準物質と、機能性材料として注目されているCeB_6を試料とし、CeLγ_4スペクトルの高分解能測定に挑戦し、これに成功した。CeB_6については、30K近傍の低温測定にも成功した。Ce系標準物質で得られた興味深い結果は、既に論文にまとめた(Anal.Sci.)。低温でのLγ_4測定が可能になったので、有名な価数揺動材料であるEuPd_2Si_2について、EuLγ_4スペクトルの温度依存性測定にも挑み、これにも成功した。ここからEuの「価数選別したEXAFS」を導出することもできた。現在、投稿準備中である。実験室における重元素のLγ_4スペクトルの化学効果の探索も進展した。しかしやや意外なことに、これまで探索した限りでは(Cd、I、Cs、Pr、Nd)、少なくとも実験室の波長分散型分光器では、大きな化学効果は観測されなかった。さらに探索をすすめ、総合報告としてまとめる予定である。また本年度は、Lγ_4線を含めた様々な蛍光X線の元素吸収端近傍での共鳴発光を解析し、状態選別XAFSを抽出するソフトウェア(SIM-RIXS)を開発し、そのモデルケースとしてEu_2O_3のEuLγ_4スペクトルに適用してみた。その結果、吸収端近傍に「見えない構造」が埋もれているという興味深い結果が示唆されたので、早速、国際学会(Pacifichem2010)と論文(X-ray Spectrom.)で発表した。上記の最新の成果に基づいて、発光分光分野全体を概観し(物理学会)、総合報告を執筆した(分析化学)。
直流電流を使った全身性転移性悪性腫瘍の治療

微細直流電流を使った固形腫瘍の治療は、実験で吉田肉腫の治療に成功を見た。フリーラヂカルの関与があることを間接的出はあるが証明した。又アポトーシスがその基本原理である事を核酸のフラグメンテーションを見出す事により証明した。平成6年8月名古屋大学医学部倫理委員会の許可の基に9月臨床治験が始まり、9例の直腸癌再発症例、1例の仮声帯の肉腫症例、及び1例の足の片平上皮癌症例、1例の腎臓癌症例に対し通電治療を行い、6例のPRを得た。今回行っている研究は、電気治療を全身性の多数の転移巣を持つ、外科治療や、放射線治療の適応外のものを対象とするものである。Colo26癌細胞を使っての肝転移を作りこのマウスに通電治療をおこなうものであり、現在進行中である。Colo26の培養状態での電気治療後の細胞からDNAを抽出し、Wyllieのアガ-ル・ゲル電気泳動を行ったがラダーパターンは見られなかった。一方多発性肺転移を持つ肉腫2例、多発性肝転移を持つ大腸癌2例、傍大動脈リンパ節転移を持つ胃癌症例3例、肝転移を持つ乳癌症例2例、全身多発性転移を持つ前立腺癌1例、原発巣不明全身性転移性癌1例、合計11例に全身性の電気治療を化学療法と併用で、又は単独で行い、その一部に化学療法単独の時に認められなかった症状の改善、CEAの低下を認めている。
めっきにおける水素共析と水素誘起現象の機構解明

平成30年度は、項目(1)で引き続き塩化物浴からのPtおよびPdめっき膜について電析条件を系統的に変化させてEQCMによる電気化学測定とTDSによる水素分析を行って水素共析の機構と膜中水素の存在状態を解析した。析出電位が負になるほどPt析出の電流効率は低下し、膜中水素量が増加する傾向が得られた。GDOESとSIMSによる膜厚方向の水素分析の結果、Pt膜/Au基板界面で水素量が多くなっていることが分かった。Pd膜でも析出電位が負になるほど電流効率が低下し、電解チャージと同様に格子間にトラップされる水素の量が増加した。高水素濃度のPtおよびPd膜では格子収縮が観察され、空孔-水素クラスターの形成が示唆された。高静水圧下のNi電析では三電極セルを用いて電気化学測定を行い、高圧下で水素発生電位は負に移行するが、Niの析出電位はほとんど変化しないことが分かった。高温TDS測定でPd膜中には1100 Kよりも高温で脱離する水素が多量に含まれていることが分かった。項目(2)では、無電解Ni-P/Pd/Auめっき膜の積層化による膜中水素量の変化とはんだ接合性への水素の影響を調べた。その結果、析出直後のNi-P膜中に含まれる多量の水素の脱離がAu膜によって抑制され、それによってNi-P/Au膜上のはんだ濡れ性が向上することが分かった。一方、Ni-P/Pd/Au膜では、Pdめっきの間にNi-P膜中の水素はほとんど脱離したが、はんだ濡れ性はPd膜の存在によって低下しなかった。項目(3)では、Fe-C合金電析膜の水素脆化を評価する予定であったが、微量の炭素添加によって水素濃度が急激に増加し、膜質が非常に脆くなったため引張試験片を作製することができなかった。項目(1)では、PtおよびPdめっきについて析出電位による水素発生量と膜中に共析する水素の量と存在状態の変化が観察され、これらの関係を計画通りに解析することができた。また、この検討において、電解チャージによって高水素濃度(x > 1)のPdHxが得られる可能性を見出すことができた。高静水圧下のNi電析では、水素発生電位とNi析出の電位への圧力の影響を計画通りに観察することができた。低温および高温TDS測定は1台の装置でユニットを切り替えて行うため、装置の不具合が生じたこともあって今年度は高温TDS測定しか実施できなかったが、無電解Pdめっき膜中に1100 Kよりも高温で脱離する多量の水素が含まれている事が新たに分かった。項目(2)では、無電解Ni-P/Auめっき膜においてAu膜の水素脱離抑制効果と、それによってNi-P膜中に保持された多量の水素がはんだ濡れ性を向上させる効果があることを明らかにし、新たな知見を得ることができた。項目(3)については、電析条件を変えてもFe-C合金電析膜の非常に脆い膜質を改善することができず、引張試験片の作製が困難であったため、止むを得ず検討を中止した。以上のように実施できなかった検討項目もあるが、それ以外は計画通りに研究を実施して新たな知見が得られたため、おおむね順調に進展していると考えている。最終年度は、項目(1)でPtとPd電析膜について、共析した多量の水素が膜の構造に及ぼす影響を調べる。高静水圧下のNi電析については、水素発生用電極を追加した四電極セルを作製し、高圧下で電解により水素発生を行って電解液中に水素分子を飽和濃度まで溶解させることを試みる。その後、Ni電析を行って水素共析への水素分子の化学ポテンシャルの影響を検討する。Pd、Cu、Ag、AuおよびNi等のめっき膜について高温TDS測定を行って膜中水素を全定量し、TEMによるボイド観察の結果からボイド中の水素分子の圧力を計算する。項目(2)では、無電解Ni-P/Pd/Auめっき膜上のはんだ接合への水素の影響をより明確にするため、電解チャージによって水素を導入してはんだ接合性を評価する。Ni-P/Au膜およびNi-P/Pd/Au膜とはんだとの接合界面の構造をSEMとTEMによって観察し、組成分析を行ってはんだ接合強度との関係を考察する。項目(3)では、Fe-C合金電析膜を用いた水素脆化の機構解明につて検討を行わない代わりに、項目(1)において電解チャージによって高水素濃度(x > 1)のPdHxが得られることが示唆されたため、PdHxの作製条件の検討と構造解析および物性評価を行う。X線回折の他に中性子回折と核磁気共鳴(NMR)測定を行って、PdHx中の水素の存在状態を解析する。PdHxの超伝導特性を測定して水素の存在状態との関係を考察する。本研究では研究期間内に、(1)水素共析と水素誘起現象の機構解明、(2)パラジウムめっき膜中の水素の存在状態とはんだ接合への影響、(3)鉄-炭素合金電析膜をモデル試料とした水素脆化の機構解明の三項目について主に検討する。平成29年度は、項目(1)でPtおよびPdめっきについて、析出電位と膜中の共析水素量との関係を調べた。Ptめっきについては析出電位によって水素の吸着状態が変化し、それによって共析水素量が影響されることが分かった。

Pdめっきについては共析水素量のばらつきが大きく、析出電位との間に明瞭な関係が見られなかった。高圧下で電析したNi膜は常圧よりも共析水素量が増加した。この現象を電気化学測定によって解析するため、高圧下で安定な参照電極を備えた三電極セルを作製した。項目(2)では、無電解PdおよびPd-P合金めっき膜中の水素の存在状態を調べた。水素熱脱離スペクトルから、結晶質のPd膜では低温側で空孔-水素クラスターの分解、高温側で粒成長に伴うボイドからの水素の脱離が観察された。アモルファスのPd-P合金膜では低温側でランダムに配列したPdとPの原子間にトラップされた水素の脱離、高温側で結晶化に伴う急激な水素の脱離が観察された。はんだ接合後の無電解Ni/Pd/Auめっきの構造解析を行って、はんだ中の微量の銅の有無によって接合界面に形成される金属間化合物の構造が大きく異なることを明らかにした。項目(3)では、表面にクラックがほとんど存在せず、平滑で均一な膜厚の純Fe膜が得られる電析条件を見つけ、銅箔および鉄箔の両側に純Fe膜を電析して引張試験片を作製した。純Fe膜の水素濃度は原子比でH/Fe = 0.020.03であった。引張試験の結果はばらついていたが、高水素濃度の試料ではヤング率の低下が見られたため、水素による固溶軟化現象と考えられた。項目(1)については、PtとPdめっきの析出電位と水素の吸着状態、および膜中の共析水素量との関係を計画通りに調べることができ、めっき膜の水素共析についていくつかの新たな知見を得ることができた。高圧下でのNi電析については、膜の構造と水素共析に及ぼす圧力の影響を予定よりも早く調べることができたため、三電極を有する高圧セルを作製した。高圧セルの作製と改良に予想以上の費用がかかったため、低温および高温TDS測定については高温管状炉等の設備を用意することができず実施しなかった。項目(2)については、結晶質のPd膜とアモルファスのPd-P合金膜で水素の存在状態が異なることを明らかにするとともに、無電解Ni/Pd/Auめっきとしてはんだ接合と熱処理を行った後の界面の構造解析と接合強度の評価を計画通りに実施した。項目(3)については、表面にクラックがほとんど存在しない純Fe電析膜の引張試験片を作製することができ、水素濃度の異なる試料について引張試験と破面観察を行って水素脆化を評価することができたが、低温TDS測定は上記の理由で実施することができなかった。以上のことから、本研究は計画通りにおおむね順調に進展していると考えている。平成30年度は、項目(1)で引き続き塩化物浴からのPtおよびPdめっき膜について電析条件を系統的に変化させてEQCMによる電気化学測定とTDSによる水素分析を行って水素共析の機構と膜中水素の存在状態を解析した。析出電位が負になるほどPt析出の電流効率は低下し、膜中水素量が増加する傾向が得られた。GDOESとSIMSによる膜厚方向の水素分析の結果、Pt膜/Au基板界面で水素量が多くなっていることが分かった。Pd膜でも析出電位が負になるほど電流効率が低下し、電解チャージと同様に格子間にトラップされる水素の量が増加した。高水素濃度のPtおよびPd膜では格子収縮が観察され、空孔-水素クラスターの形成が示唆された。高静水圧下のNi電析では三電極セルを用いて電気化学測定を行い、高圧下で水素発生電位は負に移行するが、Niの析出電位はほとんど変化しないことが分かった。高温TDS測定でPd膜中には1100 Kよりも高温で脱離する水素が多量に含まれていることが分かった。項目(2)では、無電解Ni-P/Pd/Auめっき膜の積層化による膜中水素量の変化とはんだ接合性への水素の影響を調べた。