hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カラムスイッチング法を用いた簡便な5-フルオロウラシル定量法の開発

○研究自的:大腸がんに対する化学療法において、1-レボホリナートと5-フルオロウラシル(5-FU)の併用療法は標準的治療法となっている。この治療法における5-FUの投与量は、2,4003,000mg/m^2/46hrと多いことから、そのクリアランスの低下患者では薬物動態学的観点からの安全性の検証が必要と考える。本研究では、5-FUのHPLCによる定量法について、臨床での実用性に向いているカラムスイッチング法を導入して、簡便な験出法を開発することを目的とした。○研究成果:1.分析カラム単独における流速1mL/minでの5-FUと5-FCの保持時間は、それぞれ8.7分と6.0分であった。2.除蛋白カラムにおける流速0.1mL/minでの除蛋白時間は2分であった。3.上記の結果より、カラムスイッチング法の条件は、注入後の2分間は流速0.1mL/minで除蛋白し、その後、分析カラムに接続し、3分間かけて流速1mL/minとし、7分間流速を保持することとした。4.5-FC(0.5μg/mL)添加ヒト血清100μLに5-FUを0.1-0.5μg/mL(n=5)になるようにして検量線を作成した。その結果、r=0.977の良好な直線性が確認された。また、5-FUの検出限界は0.1μg/mLであった。
新規酸素イオン伝導体のナノ薄膜を用いる超低温作動型SOFCの開発

LaGaO_3系酸化物についてナノレベルの薄膜を作成し、SOFCへの応用を目的に、ナノレベルの製膜が可能な新しいナノレベルの細孔を有する多孔質基板の作成方法を検討するとともに、実際にLaGaO_3/CeO_2系電解質の薄膜を作成し、その発電特性について検討を行った。種々の還元条件でのNiO-Fe_3O_4の還元を行い、最適の還元温度としては、500°C、6時間であることがわかった。この条件では35%程度の十分な気孔率の導入と、収縮率が5%以下と小さいので、製膜を行ってもLSGM膜が割れることなく、セルを作成できると考えられる。まず、作成した多孔質基板のガス透過特性を検討したところ、基板は水素を優先的に透過が可能で、大きな透過速度を示すので、燃料電池の基板に応用可能であることがわかった。そこで、実際に厚さ5mm程度のLaGaO_3膜を作成して、SOFC発電特性を検討したところ、ほぼ理論起電力を得ることが可能であるとともに、出力も比較的大きな値を得ることができた。金属基板の最大の特徴は急速加熱であることから急速熱加熱を行ったが、特に電解質に割れ等を生じることなく、優れた耐熱衝撃性が発現することがわかった。内部抵抗を検討したところ、以前、IR損であったので、電解質抵抗より、カソード界面の抵抗と考え、レーザーアブレーション法でのカソードの製膜を行ったところ、とくに問題なく発電が可能であり、大きな出力密度を与えることがわかった。種々の酸素イオン伝導体のナノサイズ薄膜による伝導度の変化を検討した。バルク状のLaGaO_3およびLa_2GeO_5と比較しても、薄膜化することで、電気伝導度が大きく向上した。とくに、低温での伝導度の向上が大きいことがわかった。これはナノサイズ効果により、伝導度が向上することとを示唆する結果である。La2GeO5系酸化物の伝導度の膜厚依存性をさらに、系統的に検討したところ、膜厚の低下とともに伝導度は向上し、膜厚が50nm以下では伝導度は膜厚に依存しなくなった。一方、伝導度に及ぼす2層化の影響を検討した。大変興味あることに、LSGM上にLa_2GeO_5を作成した薄膜の伝導度はLa_2GeO_5上にLSGM膜を作成した場合に比べると大きくなることがわかる。これはVan der Pauw法がバルクの伝導度を測定する方法であることを考えると積層に順方向と逆方向があるようである。一方、伝導度は酸素分圧に依存しないことから観測される伝導度は酸素イオン伝導であることがわかる。そこで、ナノ薄膜における酸素イオン伝導度は積層する膜の順にも依存するという大変興味ある結果が得られた。種々の酸素イオン伝導体を組み合わせた2層薄膜のSOFC電解質への応用を検討したところ、LaGaO_3とSm添加CeO2を積層した2層膜ではほぼ理論起電力を示すとともに、極めて大きな出力を示し、出力密度は500°Cで0.5W/cm^2以上の出力を達成できることがわかった。そこで、ナノイオニクス効果を利用することで、超低温作動型SOFCが開発できるものと期待される。
ヒト卵巣がん幹細胞における幹細胞制御因子の役割の解析

ヒト卵巣がん臨床検体を用い,血清を含まない浮遊条件下での培養系においてがん細胞のの安定培養を試みた。我々はスフェロイド細胞とよばれる特異な細胞形態を呈する細胞の安定的な培養に成功した。これらスフェロイド細胞は腫瘍形成能や自己複製能・分化能などのがん幹細胞性質を持つ事を確認した。また幹細胞因子の発現抑制により同細胞の増殖・生存が抑制された。一方で,分化誘導後の細胞も腫瘍の形成能が確認,分化誘導後の細胞を血清を含まない浮遊条件下での培養を行うと,スフェロイドの再形成を認め,幹細胞因子の再上昇を認めた。以上より,卵巣がんにおいてがん細胞の両方向性の変化(分化可塑性)が存在する事が示された。平成24年度までに樹立に成功した卵巣がん臨床検体由来のがん幹細胞性質をもつスフェロイド細胞を用い,卵巣がん幹細胞の特性の解明を行った。スフェロイド細胞をin vitroで血清添加による分化誘導を行い,その後再度血清非添加培地での脱分化を誘導すると,再度スフェロイドの形成を認めた。これらの細胞では幹細胞マーカー(Nanog,Sox2,ALDH1A1)の発現の再上昇を認めた。また単細胞におけるmRNA発現解析により,スフェロイド細胞と分化誘導後の細胞は異なる細胞集団として分類され,再形成スフェロイド細胞は元のスフェロイド細胞と同じ細胞集団として分類された。以上より,卵巣がんにおいて分化可塑性が存在することが示された。今後はさらなる生化学的特性の解明を目指す。国立がん研究センター中央病院婦人腫瘍科において同意の得られた卵巣がん患者より提供された手術検体(腫瘍組織検体ならびに腹水検体)からがん細胞を抽出し、スフェロイド細胞の培養を行った。これまでに18例中5例の進行漿液性腺がん患者由来のスフェロイド細胞の安定培養に成功した。一方、現在までに他の組織型の検体由来のスフェロイド細胞の培養には至っていない。これらの卵巣漿液性腺がん由来スフェロイド細胞は免疫不全マウスへの移植投与によって腫瘍を形成し、組織学的形態ならびに特殊免疫染色像(Pax8、CA125、WT-1、HE4、p53)から、形成された腫瘍は由来となる臨床腫瘍組織検体と区別できない組織学的特性を持つ腫瘍であった。またスフェロイド細胞ではNanog、Sox2、ALDH1A1などの幹細胞マーカーを高発現し、一方in vitroにおける血清添加による分化誘導後は分化マーカーCK7の発現上昇が見られた。加えてレンチウイルスベクターによるshRNA導入により幹細胞因子であるSox2ならびにALDH1A1の発現を抑制するとスフェロイドの形成および細胞の増殖が著明に抑制されたことから、これらスフェロイド細胞はがん幹細胞の特性を有する細胞集団であるという事を確認した。ヒト卵巣がん検体由来のスフェロイド細胞培養の報告数はまだ少なく、今後はこのスフェロイド細胞培養系を用いた卵巣がん幹細胞の細胞生物学的、生化学的解析を行い、卵巣がん幹細胞の詳細な特性の解明をめざす。平成24年度の計画目標であった漿液性卵巣がんのスフェロイド細胞の安定かつ永続的な継代培養は5例の卵巣がん由来の細胞で成功している。これらを用いたがん幹細胞特性1造腫瘍能、2幹細胞マーカー発現、3分化能の確認を、1免疫不全マウスへの細胞移植投与、2western blot法、realtime PCR法によりタンパク、RNAレベルにおける幹細胞因子Nanog・Sox2・ALDH1A1の発現ならびに、3in vitroにおける血清添加による分化誘導による分化マーカーCK7の発現を確認した結果、スフェロイド細胞は由来臨床検体と類似の組織形態を持つ腫瘍を形成し、幹細胞マーカーを発現する細胞集団である事が確認された。またレンチウイルスベクターを用いたshRNA導入によるSox2ならびにALDH1A1の発現抑制後、スフェロイドの形成ならに細胞の増殖が著明に抑制された知見より、これらの細胞集団において幹細胞因子の発現が必要であるという結果が得られた。一方、卵巣漿液性腺がん以外の組織型由来のスフェロイド細胞培養の成功には至っておらず、計画目標であった異なる組織型間のがん幹細胞の比較検討には至っていない。平成24年度計画の継続ならびに平成25年度計画の追加修正を以下のように図る。(1)卵巣漿液性腺がん以外の他の組織型由来のスフェロイド細胞の培養確立に引き続き取り組む。類内膜腺がんにおけるWNT pathwayの活性など既存の報告ならびに組織microarray解析よりin vitro培養に必須となる因子の検索を行う。(2)がん幹細胞はこれまで既存の抗がん剤にたいする抵抗性が多くの研究で示されている。卵巣がんのキードラッグであるタキサン製剤ならびにプラチナ製剤に対する感受性試験をスフェロイド細胞ならびにin vitro

分化誘導後の細胞を用い比較検討する。(3)また近年、がん幹細胞の特性のひとつである分化能は一方向性の変化ではなく、分化細胞から幹細胞への分化可塑性の報告がみられる。卵巣がんにおいてもこの分化可塑性の有無を検証すべく、in vitroにおいて分化誘導後細胞のスフェロイド再形成能の確認、ならびにin vivoにおいて分化誘導後細胞とスフェロイド細胞の腫瘍形成能の差異を確認する。加えて、再形成スフェロイド細胞におけるタキサン製剤ならびにプラチナ製剤への感受性変化も検証することで、卵巣がん治療抵抗性解明への糸口を探ることとする。該当なし
ダイヤモンドNVセンターを利用したアトミックスケール中性子線量計測の試み

本研究では高速中性子によってダイヤモンド中に生成された空孔と微量な窒素をアニールによってNVセンター化することでアトミックスケールの中性子線量計測の実現可能性を実験的に検証した。試料はCVD法により作製した。照射前と比較し、中性子又は電子線照射後の試料はNVセンターの強い増加を示した。共焦点顕微鏡の測定範囲を超える発光強度だったことから、NVセンターの空間密度を定量化することはできなかった。NVセンターは試料の成長面側に集中して形成されており、合成終了時に窒素の取り込みが多かったことが推定される。線量計測を行うためには窒素が試料全体に均一に取り込まれる必要があるため、合成条件の探索が必要。平成27年度は当初予定通り、北海道大学でマイクロ波プラズマCVD法により合成した単結晶CVDダイヤモンド中の窒素不純物の混入の程度を確認するため、ダイレクトウエハ法により自立膜化したダイヤモンド試料をJAEAに送付し、共焦点レーザー走査顕微鏡で評価を行った。現在、北海道大学で合成しているダイヤモンド試料は合成チャンバーの真空度改善、高純度原材料の使用などを行っているため、SIMSの測定下限以下の窒素量しか含まない事を確認している。また、合成チャンバー改造前はわずかな大気リークによる窒素汚染があり、SIMS測定では検知不可能な窒素不純物によってステップバンチングが発生していたが、現在はそれも無くなっている。共焦点レーザーによる測定の結果、成長層表面付近ではNVセンターによる発光は見られなかったが、表面から50μm程度の基板側に当たる深い位置ではNVもしくは他の強い発光が観察された。今後、精査する必要はあるが、ダイレクトウエハ法では基板結晶に対して事前にイオン注入を行っているので、その影響が観測された可能性がある。現在、イオン注入基板の影響を評価するための実験を進めており、影響低減を図って合成した結晶に同様の測定を行う事を計画している。また次の段階として、窒素が0.数ppm程度混入した単結晶CVDダイヤモンドを合成し、JAEAに支給した。この結晶でどの程度のNV発光が観測されるかにより、現状の測定下限の推定が可能になるものと期待している。次年度は窒素含有試料に対する14MeV中性子照射を行い、NVセンターの増減を観測する予定である。結晶合成と評価は概ね順調に進んでいる。現在、測定下限を評価するための試料をJAEAに送付しており、今後、電子線照射による欠陥形成などの実験も行う。次年度は中性子照射を行い、NVセンターの観察を行い中性子線量計としての可能性評価を行う。放射線計測学3月に購入した物品が上記金額に当たり、次年度4月に処理されるため。既に使用済。
非言語情報を利用したe-ラーニング環境での会話管理手法の研究

本研究はeラーニングの中でいまだ本格的に活用される機会が少ない協調学習環境に関して,参加動機に着目し,それを改善した環境を提案することを目的として行ってきたものである.特に,協調学習で必ず利用されるチャットを対象とし,リアルタイムに他の学習者が考察している課程が見られないために,議論の輻輳や発散が生じやすいことに注目した.これは,参加動機の維持が困難となる原因になりえると考えた.昨年度までに,リアルタイム性の欠如によって失われる情報として,(1)チャット内容の記述の進行状況(2)迷いや確信,急ぎの度合いなどの非言語情報があると考え,リアルタイムにテキストの記述の具合を見ることができ,そこから上記の非言語情報も知ることが可能なチャットウィンドウと,俯瞰的に議論の流れを知ることができるトークウィンドウの2種類のウィンドウからなる協調学習用チャットシステムを開発し,評価した.本年度は,チャットの発話内容の分析結果にもとづき,議論の内容を発話行為タグとして参加者に示すことで,より活発かつ無駄な発散の少ない議論へと誘導できるのではないかと考え,発話行為タグの同定と表示を行うシステムを開発した.同意や疑問などの発話行為の同定にはテンプレートマッチングを用い,発行為タグの表示は顔文字テキストを発話末尾に表示する方式をとった.発話行為タグの表示によって議論が過度に形式ばったものになるのを避けるために,非言語情報の一種である顔文字テキストを用いている.なお,本方式のチャットシステムは,動作確認が終了した段階であり,本格的な運用評価は年度内に終了しなかった.そのため,本方式の評価は今後継続して行う予定である.本研究はeラーニングの中でいまだ本格的に活用される機会が少ない協調学習環境に関して,参加動機に着目し,それを改善した環境を提案することを目的として行ってきたものである.特に,協調学習で必ず利用されるチャットを対象とし,リアルタイムに他の学習者が考察している課程が見られないために,議論の輻輳や発散が生じやすいことに注目した.これは,参加動機の維持が困難となる原因になりえると考えた.昨年度までに,リアルタイム性の欠如によって失われる情報として,(1)チャット内容の記述の進行状況(2)迷いや確信,急ぎの度合いなどの非言語情報があると考え,リアルタイムにテキストの記述の具合を見ることができ,そこから上記の非言語情報も知ることが可能なチャットウィンドウと,俯瞰的に議論の流れを知ることができるトークウィンドウの2種類のウィンドウからなる協調学習用チャットシステムを開発し,評価した.本年度は,チャットの発話内容の分析結果にもとづき,議論の内容を発話行為タグとして参加者に示すことで,より活発かつ無駄な発散の少ない議論へと誘導できるのではないかと考え,発話行為タグの同定と表示を行うシステムを開発した.同意や疑問などの発話行為の同定にはテンプレートマッチングを用い,発行為タグの表示は顔文字テキストを発話末尾に表示する方式をとった.発話行為タグの表示によって議論が過度に形式ばったものになるのを避けるために,非言語情報の一種である顔文字テキストを用いている.なお,本方式のチャットシステムは,動作確認が終了した段階であり,本格的な運用評価は年度内に終了しなかった.そのため,本方式の評価は今後継続して行う予定である.e-Learning自体に比べ,協調学習は未だ本格的に活用されているとはいえない。本研究では,その原因を参加動機の維持困難性にあると考え,現在未利用の非言語情報などを活用することで,これを改善することを目的とする.この目的のため,実際の開発目標として、動画付きチャット協調学習環境において,参加動機の維持を支援するユーザインタフェースを開発し評価する.具体的には,以下の下位目標を設定し開発を進める.(1)協調学習時のチャットにおいて把握すべきユーザ状態および議論状態の決定,(2)音声・画像内の非言語情報からそれらを把握する手法の開発,(3)ユーザへの効果的な提示内容の提案と提示方法の開発平成18年度は、上記(1)のための環境整備と議論状態のリストアップを行った。具体的には、ユーザから見てリアルタイムに動作するように改変したテキストチャット環境を開発し、3人程度で様々なトピックに関して課題解決する実験を行った。この実験から、(i)リアルタイム性は「使いやすさ」に関するユーザの使用印象を向上する。(ii)議論が活発になるかどうかは、トピックの選択に大きく依存する(iii)議題によって大きく収録時間が異なる(iv)発話意図タグによる単純な分類では、リアルタイム性を重視したチャットと通常のテキストチャットでの議論状態の差はないが、主観評価(コメント)では違いが生じる(iv)つぶやき、言い直し、言い間違いに相当する、テキスト非言語行動とも言うべき行動が見られる。等の知見が得られた。これらの知見によって、来年度実験収録時におけるトピック選択や、分析時における発話意図の分類方法、議論状態の決定方法に関する改良の方向性が示された。なお、研究成果は国際会議および国内学会において発表し、来年度以降の研究開発に有益なコメントを得ることができた。本研究テーマは平成18年度から始まっており,初年度は,協調学習環境で利用するためのチャット環境を整備し,その機能としてリアルタイムにテキスト入力状況を会話参加者に表示する仕組みを導入した.2年目となる本年度は,実装したチャット機能の評価を行い,一部改良を加え,その結果を国際会議等で発表した.具体的には,会話内容の詳細な分析のために発話行為の分布を調べたところ,発話行為タグの分布自体については,チャット状況のリアルタイム可視化による変化がないことが分かった.可視化したこと自体の評価は有意に高かったため,チャットシステムの評価は発話行為の変化によるものではないと考えた.

そこで,本年度後半期において,発話行為自体の変化を促すことで,より活発で効率的な議論を支援できるのではないかと仮定し,発話行為の推定と表示機能を追加した.ここでは,学習者は自他の書き込み内容に関する発話行為をある程度意識することで,より一貫性のある議論を構築するようになると仮定した.過去研究事例では,発話行為タグを表示するもの等があるが,本研究では,明示的発話行為表示は却って議論の硬直化を招くおそれがあると考え,非明示的手法をとった.具体的には顔文字による発話行為表示を行うこととし,システムを構築した.最終年度となる平成20年度は,発話行為に対応する顔文字の妥当性を評価するとともに,このシステムによる発話行為の間接的表現が議論に与える影響を評価し,遠隔協調学習環境においてより活発な議論を誘発するための最終的なシステム提案を行いたいと考えている.本研究はeラーニングの中でいまだ本格的に活用される機会が少ない協調学習環境に関して,参加動機に着目し,それを改善した環境を提案することを目的として行ってきたものである.特に,協調学習で必ず利用されるチャットを対象とし,リアルタイムに他の学習者が考察している課程が見られないために,議論の輻輳や発散が生じやすいことに注目した.これは,参加動機の維持が困難となる原因になりえると考えた.昨年度までに,リアルタイム性の欠如によって失われる情報として, (1)チャット内容の記述の進行状況(2)迷いや確信,急ぎの度合いなどの非言語情報があると考え,リアルタイムにテキストの記述の具合を見ることができ,そこから上記の非言語情報も知ることが可能なチャットウィンドウと,俯瞰的に議論の流れを知ることができるトークウィンドウの2種類のウィンドウからなる協調学習用チャットシステムを開発し,評価した.本年度は,チャットの発話内容の分析結果にもとづき,議論の内容を発話行為タグとして参加者に示すことで,より活発かつ無駄な発散の少ない議論へと誘導できるのではないかと考え,発話行為タグの同定と表示を行うシステムを開発した.同意や疑問などの発話行為の同定にはテンプレートマッチングを用い,発行為タグの表示は顔文字テキストを発話末尾に表示する方式をとった.発話行為タグの表示によって議論が過度に形式ばったものになるのを避けるために,非言語情報である顔文字テキストを用いている.本方式のチャットシステムは,動作確認が終了した段階であり,評価が年度内に終了しなかった.そのため,本方式の評価は今後継続して行う予定である.
二次有機エアロゾルの化学組成と水蒸気凝結特性:大気環境への影響評価

初年度にタンデム型ディファレンシャルモビリティアナライザー(TDMA)装置を作成し、更に、野外観測および室内実験において粒子の吸湿特性を測定するためのHygroscopicity Tandem Differential Mobility Analyzer (H-TDMA)装置の機能を追加した。2年度に、レボグルコサン、グルコースなどバイオマス燃焼によって大気中に放出される有機物の吸湿特性をH-TDMA装置により測定し、その吸湿成長係数を決定した。その結果、これらの有機物は高い吸湿性を持ち凝結核としての能力が高いことがわかった。3年度は、TDMA装置、ハイボリュームエアサンプラー、デニューダーサンプラーなどを用いて、東京での夏の大気観測(7月から10月)を行い、以下の研究成果を得た。1.エアロゾル試料中に低分子ジカルボン酸、ケトカルボン酸、ジカルボニルを測定し、シュウ酸が観測時間および期間を通して最も高い濃度を示す水溶性成分であることを確認した。またシュウ酸や他のジカルボン酸、ケト酸などの濃度は、早朝から昼にかけて急激に(3-15倍)増加し、夏の都市大気中では光化学反応による極性有機物の生成が明らかになった。2.有機炭素(OC)、黒色炭素、水溶性有機炭素(WSOC)の測定も行い、カルボン酸濃度との比較をした。その結果、ジカルボン酸が有機炭素に占める割合は1-3%で変動し正午に最大を示すことが解った。また、晴天の日にはOCに占めるWSOCの割合も昼にピークを示し、水溶性の有機物は他の有機物に比べて選択的に光化学的生成をしている実体が明らかになった。3.TDMAを用いて大気エアロゾルの吸湿特性を調べた。100ミクロンの大気粒子を第1段のDMAにて分級した後、粒子を加湿して第2段のDMAに導入し吸湿した粒子の成長率を測定した。その結果、昼間のエアロゾル粒子では粒子の成長が認められ吸湿性のエアロゾルが二次的に生成していることが確認できた。また、吸湿成長率は午前よりも午後に大きくなることがわかった。この結果は、より吸湿性に富む微粒子が光化学反応の進行とともに生成されており、それが午後にかけてより水溶性になっていることを示唆している。また吸湿特性は100nmよりも200nmサイズの粒子でより顕著であった。このことは二次有機エアロゾルの生成と関係があることを意味している。本年度は、エアロゾルの水蒸気特性を測定するためにタンデム型ディファレンシャルモビリティアナライザー(TDMA)装置の開発を行った。特に試料空気の湿度制御部分の作製を中心に進めた。具体的には、Nafion膜で仕切られた二重管の内側に粒子を含む試料空気(0.3-1 liter/min.LPM)、外側に湿度を制御(10-100%)した空気(1-5LPM)を流すシステムを組み上げ、試料空気の湿度制御を試みた。外側の空気の湿度調節は、加湿器により水蒸気濃度を飽和させた空気と相対湿度10%以下の乾燥空気の混合をマスフローコントローラ(MFC)で調整することにより行った。

また、パソコンによりMFCの制御を行い、粒子を含む試料空気の湿度制御を自動化した。試作した装置の性能を評価するために、粒子発生装置(TSI 3076)により生成した塩化ナトリウム粒子をDMA装置に導入し、その吸湿特性の測定を行った。1段目のDMAにより試料空気中のNaCl粒子の粒径サイズを100nmに揃え、上述の湿度制御部分を通過させた後、2段目のDMAにより粒径分布を測定したその結果、>75-80%以上の相対湿度においてNaCl粒子のサイズの増大が確認された。また、得られた特性曲線は文献値と良い一致を示した。このことから、本研究で組み立てたTDMA装置は今後のエアロゾルの水蒸気特性の測定に使用可能であるととが確認された。今後の実大気エアロゾルの水蒸気特性の測定に対する予備観測として、2002年度夏季に北海道大学雨龍演習林において、森林起源二次有機エアロゾルの観測を行い、二次有機エアロゾルの化学成分分析を行った。水蒸気特性測定用タンデムDMA装置は湿度制御部が開発途中のため、粒径分布の測定性能の確認に留まったが、日射強度、気温の上昇に伴うエイトケン粒子の増加とその粒径分布の明確なシフトが確認することが出来た。また、その時の粒子数は、今後の水蒸気特性の測定に十分であることが確かめられた。本年度は、前年度に作成したタンデム型ディファレンシャルモビリティアナライザー(TDMA)装置をベースに、野外観測および室内実験において粒子の吸湿特性を測定するためのHygroscopicity Tandem Diffrential Mobility Analyzer (H-TDMA)装置を完成した。第一に、H-TDMA装置を用いてアトマイザにより人工的に生成した有機エアロゾルの水蒸気特性を測定した。Levoglucosan,4-hydroxybenzoic acid, syringic acidについて、それぞれエアロゾル粒子を作成し加湿することによって粒子の成長率を初めて測定した。成長率(Growth factor : Gf)は、levoglucosanでは、1.22(湿度80%),1.31(同85%)と高い値を示した。この値は低分子ジカルボン酸のそれに相当し、levoglucosanは高い吸湿特性を持つことがわかった。この化合物は森林火災などバイオマス燃焼の主要生成物(セルロースの熱分解生成物)であり、森林火災によって生成されるエアロゾルは高い水蒸気凝結特性と雲形成能力を持つものと考察された。一方、リグニンの熱分解生成物であると考えられる4-hydroxybenzoic acid, syringic acidのGf値は1.0程度であり、これらの物質は水蒸気の凝結にはほとんど寄与しないことが明らかとなった。第二に、低温研屋上で採取したエアロゾル試料(n=4)から水溶性抽出物(有機+無機)および水溶性有機物を分離し、その水溶液からアトマイザにより微細粒子を生成し(粒径100μm)、H-TDMAによりその吸湿特性を調べた。水溶性抽出物から生成した粒子は高い吸湿特性を示し、Gf(80%)=1.29-1.35,Gf(85%)=1.39-1.45であった。一方、水溶性有機物についても、粒子の成長率の測定に成功し、Gf(80%)=1.15という値を得た。
熱感受性リポソームを用いる悪性腫瘍のターゲッティング温熱化学療法に関する研究

これまで報告してきたように、我々の施設で開発したRF局所脳加温法と抗癌剤を封入した熱感受性リポソームを用いた悪性脳腫瘍に対する新しいターゲッティング化学温熱療法の可能性について検討した。実験モデルとして、加温技術の困難さも考慮しマウス皮下腫瘍、次いでラット正常脳、更にラット脳腫瘍と漸次検討を進め、各々に熱感受性リポソームに封入された抗癌剤(CDDP)の高い集積性が確認され同時に顕著な抗腫瘍効果が得られ、ラット脳腫瘍においては、本治療群の生存期間が有意に延長した。更に、ラット脳腫瘍モデルを用い、病理組織学的に検討したところ本法により脳腫瘍のみが選択的に壊死に陥り、周囲の正常脳組織には何ら異常も認められなかった。この結果はターゲッティング療法としての本法の有用性が一層確実になったものと考えられた。一方、リポソームの体内薬理動態上の問題である肝臓脾臓への集積の問題は依然残存しており、これが本法の臨床応用への最大の難点となったが、別の実験系で設定温度が42°Cのリポソームを用いても、リポソーム内容物は更に低温の41°Cの領域まで分布することが明らかになり、この事実に着想を得、設定温度を40°Cに下げた改良型の熱感受性リポソームを作製しラット皮下腫瘍モデルで検討したところ、このリポソームは加温による直接の殺細胞効果はないとされる40°Cの加温でも顕著な抗腫瘍効果を示した。この結果は、本法の治療範囲を拡大し、これまで治療が特に困難であった腫瘍周辺部への新しい治療法となる可能性を示唆するばかりでなく、リポソーム全体の投与量を減らし、肝臓脾臓への集積を軽減できると期待され今後本法の実用化に向けての方向性が示された。我々は、これまで悪性脳腫瘍の局所温熱療法に用いるRF加温装置の試作開発及び、脳腫瘍への応用に関する研究を進めつつ、これらが臨床でも安全に脳腫瘍に応用できることを報告して来た。一方、我々は設定された温度に達すると予め封入された抗癌剤を腫瘍局所で放出する熱感受性リポソームを用いるターゲッティング化学療法を検討してきたが、適切な温度を設定すると極めて有効な新しい化学温熱療法となり得ることを報告した。現在のところリポソームそのものの研究が少数みられるのみであり、とりわけ脳腫瘍の治療に関しては安定した脳内局所加温の技術を要するためほとんど研究はみられない。我々が用いるのはより安全でより充分な脳腫瘍の加温が可能である我々の開発したRF針型組織内アプリケータであり、これによる温熱療法の治療効果に加えて、熱感受性リポソームを用いて加温部位にのみ抗癌剤を集中させ全身への副作用を軽減させ得る新しいターゲッティング化学温熱療法の可能性につき検討する。本年度は、先ずマウス皮下腫瘍に対して本法の治療効果を検討したが、リポソーム内に封入された抗癌剤の腫瘍内への高い集積が認められた。その結果、著明な抗腫瘍効果が確認された。次いで脳への応用を試みるため、第一段階としてラット正常脳においても、本法によるリポソームの脳内の加温域への集積が可能であることを確認した。

現在のところリポソームそのものの研究が少数みられるのみであり、とりわけ脳腫瘍の治療に関しては安定した脳内局所加温の技術を要するためほとんど研究はみられない。我々が用いるのはより安全でより充分な脳腫瘍の加温が可能である我々の開発したRF針型組織内アプリケータであり、これによる温熱療法の治療効果に加えて、熱感受性リポソームを用いて加温部位にのみ抗癌剤を集中させ全身への副作用を軽減させ得る新しいターゲッティング化学温熱療法の可能性につき検討する。これまで本法の効果について、1)マウス皮下腫瘍におけるリポソームの集積性および抗腫瘍効果、次に2)ラット正常脳内におけるリポソームの集積性と、順次確認してきたが、本年度は次の段階として、リポソームに封入された抗癌剤(CDDP)のラット脳腫瘍内への高い集積が確認され、同時に著明な抗腫瘍効果が得られた。これらの結果から、脳腫瘍に対するターゲッティング温熱化学療法としての本法の可能性が一層高まったと考えられる。我々は,悪性脳腫瘍に対する新しい治療法として,熱感受性リポソームと局所脳加温法を用いたターゲッティング温熱療法について検討してきたが,本年度はラット脳腫瘍モデルを用い,病理組織学的に検討したところ本治療により脳腫瘍のみが選択的に壊死に陥り,周囲の正常脳組織には何ら異常が認められなかった.これは本法によって,熱感受性リポソームに封入されたCDDPが脳腫瘍に集積し,加温による殺細胞効果とあいまって,脳腫瘍のみが壊死に陥ったことが病理組織学的にも実証された.更に本法による治療範囲の拡大を狙って,リポソームの相転位温度を42°Cから40°Cに下げた改良型の熱感受性リポソームを作製し,ラット皮下腫瘍モデルで検討したところ,このリポソームは加温による直接の殺細胞効果のないとされる40°Cの加温でも顕著な抗腫瘍効果を示した.これまで熱感受性リポソームの相転位温度は,温熱治療との相乗効果を狙って42°Cに設定されてきたが,その相転位温度を40°Cに下げたことから,これまでよりも低温域へより広範囲に抗癌剤を到達させられるものと考えられた.この結果は,今後の本法の実用化へ向けての方向性を示したものと考えられた.
n型窒化アルミ/p型ダイヤモンド・ヘテロ構造による高効率冷陰極の作製

本研究では、レーザーアプレーション法を用いることにより、新しいワイドバンドギャップ半導体材料として期待される窒化アルミニウム(AIN)薄膜作製、及びド-ピングに関する多くの知見を得た。本研究で得られた結果を以下に統括する。・多結晶AIN焼結体ターゲットから、配向AIN薄膜が得られた。・AIN薄膜の表面は、数nm単位で平滑であった。・膜中に不純物はほとんど存在せず、深さ方向にも一定な組成比(Al:N=1:1)を保っている事が分かった。・基板温度は高温になるほど結晶性が向上し、1000°Cで作製したAIN薄膜が最も良い結晶性を示した。・レーザーエネルギー密度が10J/cm^2で作製したAIN薄膜より、1J/cm^2で作製したAIN薄膜の方が結晶性が優れていることが分かった。・窒素雰囲気圧が高くなると、結晶性が低下することが分かった。組成比を調べることにより、高い窒素ガス圧では雰囲気ガスが膜中に取り込まれ、ストイキオメトリー組成よりも窒素過剰となっていることが原因であると判明した。・サファイア基板上にAIN成膜を行った結果、X線ロッキングカーブの半値幅は0.074°であり、既に電子素子として応用されているGaN薄膜と同程度の結晶性を有していることが示された。・カソードルミネッセンス測定において、メタン中で作製したAIN薄膜の発光センターが長波長側にシフトしていることから、炭素がド-ピングされていることが分かった。本研究により得られた結果を以下にまとめる。異なる3種類の成長雰囲気(高真空中、窒素ガス中、窒素プラズマ)中で作製した窒化アルミニウム(AlN)薄膜の結晶性を比較し、最高な成長雰囲気の決定を行った。窒素プラズマ雰囲気で成長させたAlN薄膜が最も高い窒素含有率を示し、最も短波長側でカソードルミネッセンスピークが現れたことから、窒素プラズマ雰囲気中でのレーザーアブレーションにより作製したAlN薄膜が、3種類の成長雰囲気で作製したサンプルの中で最も良い結晶性であることが分かった。基板面方位・基板温度がAlN薄膜結晶性に及ぼす影響について調べた。Si(100)面上に作製したAlN-薄膜は、基板温度800°C以下では(0002)面に配向しているが、900°C以上では温度が高くなるに伴い無配向性が増大する、つまり(101^^-1)面の成長の割合が大きくなることが分かった。Si(111)面上に作製したAlN薄膜は、基板温度700-900°Cにおいて(0002)面に配向した薄膜が得られた。X線ロッキングカーブの半値幅による評価から、AlN(0002)/Si(100)よりもAlN(0002)/Si(111)の方が優れた結晶性を有し、基板温度が高くなるにつれて結晶性が向上することが分かった。高純度AlNターゲットを用いてAlN薄膜結晶性の改善を試みた。現在までのAlN薄膜に関する報告の中で、ピーク位置が最も短波長で、ピーク半値幅が最も狭いCLピークが観測された。高純度AlNターゲットのCLピークよりもAlN薄膜のCLピークの方が、短波長側に位置し、より狭い半値幅を示した。また、成長温度が高くなるほど、AlN薄膜の結晶性が向上し、950°Cで最も良い結晶性を示した。
高速点火慣性核融合ドライバー高出力化のための低温冷却回折格子の開発

高速点火レーザー核融合用ドライバーに適応する回折格子の高レーザー耐力化に向け、低温冷却による耐力向上に着目した研究に取り組んだ。低温冷却回折格子の開発に向け、光学薄膜の回折格子の回折特性温度依存性の評価に取り組み、低温冷却することによる回折特性への影響は僅かであることを明らかにした。一方で高温加熱による回折特性は、大きくスペクトル形状の変化が確認することができた。前年度の研究において、光学素子温度を変化させた際の分光特性の変化はほとんどなかったことから、屈折率変化の影響ではないと推測され、したがって熱膨張による格子間隔の変化によるものだと考えられる。上記の成果より、低温冷却することで従来の回折格子を光学特性の変動を考慮することなく高耐力化を実現することが可能である。本研究成果によって、常温条件下で使用している回折格子を低温冷却するのみで高耐力化が可能であることを示した。さらに、米国大学の研究機関において、実用化に必要な繰返しレーザー照射による光学素子中の欠陥生成を評価する系を構築し、評価に取り組んだ。光学素子中の欠陥や不純物はレーザー光を僅かに吸収し、非輻射過程による緩和による熱が発生する。この現象を利用し、僅かなレーザー光の吸収を評価する光熱偏向法を用いて不純物および欠陥の検出系を構築した。繰返しレーザー照射による不純物および欠陥量変化の評価を行い、まずレーザーコンディショニングによる不純物除去が進み、その後、欠陥生成が進む様子を検出することに成功した。また、その欠陥生成による微少なレーザー光吸収の緩和時間(消滅時間)を評価することにより、欠陥種の推定を行った。実用化水準への適用へ向け、新たな研究手法およびシーズを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。光学素子にレーザー光が照射した際に生じる破壊現象(レーザー損傷)の破壊閾値(レーザー耐力)温度依存性を、4種類の異なるパルス幅のレーザー光を用いて評価した。ナノ秒パルス幅では低温条件になるほどレーザー耐力が向上する温度依存性が確認され、パルス幅が短くなるにしたがって温度依存性が弱くなり、数ピコ秒で温度依存性が逆転することを明らかにした。この結果はレーザー損傷機構の各理論により考察することで、レーザー耐力の温度依存性が生じる原因を明らかにし、キーパラメーターを示すことができた。この成果は、レーザー装置に使用される光学素子の1つである回折格子の製作においても、低温条件化でレーザー耐力がより向上する材料を選定する際に非常に重要となる指針を与えるものである。併せて、キーパラメーターである電気抵抗率を実測定し、実験的に検証するための評価装置の準備を継続している。また、光学素子の分光特性を異なる温度条件化で評価を行った。光学素子温度が変化することにより屈折率変化や熱膨張による体積変化により光学設計が変化し、設計通りの光学特性が得られない懸念があったが、液体窒素温度の冷却では影響を与えるほどの光学特性変化が生じないことを明らかにした。この成果により、開発する回折格子は室温条件化で最適化された光学設計を使用することがわかった。しかしながら、光学素子温度が変化するに従い、赤外光領域の水およびOH基の吸収が変化した。これは光学素子温度の変化により、当該物質の吸着・脱離が生じていることを示す。当該物質はごく僅かにレーザー光の吸収を変化させる可能性があり、レーザー耐力を変化させることが懸念される。微少なレーザー光の吸収とレーザー耐力の関係性を明確にしなければならない、新たな問題点を指摘した。現在、熱偏向法を用いたレーザー光の微少吸収を評価する実験系を確立した。

当初計画していたレーザー耐力温度依存性が生じる主要因を実験結果から理諭的に明らかにすることができた。当初の予定では主要因を特定するのみだったが、電気抵抗率測定装置の準備に遅延はあるが本年度の成果により、来年度に実証実験とすることが出来る。また、来年度予定していた異なる温度条件化における分光特性評価を、前倒して今年度実施することが出来た。レーザー耐力の温度依存性において主たるパラメータとなる電気抵抗率とレーザー耐力の関係性を実験的に検証し明らかにする。また、光学素子温度変化によって環境物質の吸着および脱離によって生じると考えられる微少なレーザー光の吸収とレーザー耐力の関係を明らかにする。併せて、低温冷却条件化における回折格子の回折効率の評価を行う。
婦人科癌発生におけるテロメラーゼ活性制御機構と遺伝子異常に関する分子生物学的研究

(1)子宮内膜培養細胞を用いたtelomerase活性の調節機序:telomerase活性の発現は間質細胞からの刺激が関与している。性ホルモンによるtelomerase活性の調節は、分泌期初期にすでに完了している。(2)子宮体癌におけるhTERT発現:hTERTがtelomerase活性を制御している。また、hTERTの検出は癌診断に有用である。(3)細胞周期調節因子p16遺伝子導入とtelomerase活性との関連:p16遺伝子導入による卵巣癌株OVCAR-5細胞はtelomerase活性を抑制された。(6)子宮体癌におけるp27蛋白発現とtelomerase活性との関連:telomerase活性はp27発現例で低値を示す傾向があった。1.婦人科癌発生におけるテロメラーゼ発現機序と遺伝子異常の関連を調査する目的で、本年度、正常組織であるが増殖期に癌と同じ位のテロメラーゼ活性を有する子宮内膜を用いて、各種女性性ホルモンの添加によるテロメラーゼの発現機構を検討した。月経周期を有し、子宮筋腫にて子宮摘出を受けた患者のうち同意の得られた分泌期初期(月経17,18日目)、中期(月経22日目,24日目)の子宮内膜を採取し、子宮内膜分離培養法(Osteenら)により、子宮内膜間質細胞(HES)群、上皮細胞(HEE)群、HES+HEE群の3群に分離し、性ホルモン無添加、10^<-6>ME_2添加、10^<-6>MP_4添加、10^<-6>MのE_2+P_4添加によるテロメラーゼ活性の変化をTRAP法で観察した。その結果、性ホルモン無添加ではHEE+HES群、HEE群にテロメラーゼ活性を認めたが、HES群では検出されなかった。また、分泌期に入った子宮内膜のテロメラーゼ活性は外因性E_2,P_4の影響を受けないこと、テロメラーゼ活性はHEE群に比べHESを共培養することで上昇し、テロメラーゼ活性の発現に間質細胞からの刺激の関与が示唆された。2.テロメラーゼ活性を制御する目的で、テロメラーゼの鋳型RNAに対するアンチセンスを、卵巣癌株MCAS,RTSGにリポフェクチン法にて導入しテロメラーゼ活性をTRAP法で、細胞増殖能をMTTアッセイ法で測定した。アンチセンスによるテロメラーゼ活性の低下がMCAS,RTSGともに著明におこり、特にRTSGではAnnexinV-FITCを用いたフローサイトメトリーの解析からアポトーシスの発現が25.2%増加した。現在、500から1.95μg/mlの段階希釈したCDDPと鋳型RNAアンチセンスを併用した抗腫瘍効果を検討している。1.子宮体癌症例を対象にtelomerase活性の検出とhuman telomerase reverse transcriptase(hTERT)mRNAの発現を検討し、さらにその定量化から両者の関連性、発現量と臨床病理学的因子、そして癌診断マーカーとしての有用性を検討した。その結果(1)子宮体癌でtelomerase活性、hTERT発現がともに高率に検出され、正常子宮内膜(閉経期)との間に有意差を認め、癌診断に有用であった。(2)hTERT発現とtelomerase活性は密接な関係が認められた。(3)telomerase活性、hTERT発現は初期癌の段階で検出されたが、その他の臨床病理学的因子との間に一定の傾向は認められなかった。2.細胞周期調節因子p16遺伝子を組換えアデノウィルスベクターを用いて卵巣癌株OVCAR-5細胞に導入し、経時的(6,12,24,72,120hrs)にp16蛋白の発現、細胞増殖抑制効果、telomerase活性への影響を検討した。その結果、p16遺伝子導入によりその蛋白発現は増加し、120hrsでピークを認め、細胞増殖能も対照群に比べ抑制された。またtelomerase活性の減少が観察され、p16遺伝子導入による卵巣癌株OVCAR-5細胞の抗腫瘍効果が示唆された。1.子宮体癌へのGnRH agonistの細胞増殖抑制効果とテロメラーゼ発現調節機序との関連を調査した。臨床検体の子宮内膜異型増殖症2例、子宮体癌38例と子宮体癌細胞株HEC-1を用いてRT-PCR法にてGnRH-RmRNAの発現を検出する子宮体癌の2例を除き、臨床検体の全例(95.0%)とHEC-1に319bpの位置にGnRH-RmRNAの発現を認めた。

次にHEC-1を用い10^<-7>10^<-4>MのGnRH agonist(leuprolid)を添加し、細胞増殖をMTTアッセイ、テロメラーゼ活性をTRAPアッセイとhTERTmRNA発現で検索すると、HEC-1はleuprolid10^<-7>Mで細胞増殖の抑制が始まり、10^<-4>Mで約32%増殖が抑制された。その間テロメラーゼ活性は大きな変化を認めなかったが、hTERTmRNAの発現量の減少を認めた。その結果、GnRH agonistは癌細胞の直接的な増殖抑制作用を有し、その背景にhTERT発現も抑制することが判明した。2.子宮体癌においてcyclin dependent kinaseinhibitors(CDKIs)の一種であるp27蛋白発現とテロメラーゼ活性との関連を調査した。臨床検体として子宮体癌28例と正常子宮内膜16例を用い、p27蛋白発現を免疫組織化学、p27mRNA発現をRT-PCR、テロメラーゼ活性をTRAPアッセイで検討した。その結果、p27は子宮体癌では正常子宮内膜と比べ発現率、発現量ともに低下しており、テロメラーゼ活性はp27発現の陰性例が陽性例と比べて有意差はないが高い結果が得られた。CDKIsとテロメラーゼ活性の制御との関連は検索を続ける。
医学研究における関数化データに基づく統計モデルの構築と適用

各個体に観測点が多数あり高次元で、かつ複雑な構造を有する医学データから有用な情報を引き出すことを目的とし、統計モデルの理論・方法論の開発研究と応用研究に取り組んだ。医用画像や脳波、形状データなどの高次元データには関数データ解析の枠組みから次元縮小法を提唱し、さらに判別モデルとその評価法を提唱した。また、非線形モデルにおいて情報量規準から効率的にモデルを評価する手法を提唱した。提唱したモデルは生命科学における問題解決に適用しその有用性を示した。測定技術の進化に伴い多様化する医学データから,治療など医療行為の促進に役立つ情報を有効に引き出すための統計手法の開発は進んでおらず,それぞれのデータに適した手法開発が望まれている.本研究では,変数の中に各個体の観測回数が多数あるものを含む医学データのための統計モデルの開発と適用を行う.発展の基礎とするモデルは関数化データに基づく統計モデル"関数化データ解析法"が考えられるが従来の関数化データ解析法は理論の構築と単純なデータ解析による方法論の例示にとどまり実際の医学研究には未だ有用ではない.そこで,応募者は実際の医学データ解析に有効となるような方法論の開発をおこない,さらに実データへの適用から新たな知見を得ることを目指した.平成22年度は,これまで理論的側面から開発してきた多時点や多地点観測データの平滑化について情報量規準を効率的に用いる方法の実装を行った。情報量規準でモデル選択を行う効率的な方法を提案し,その複雑な解を短時間で計算できる工夫を行い,統計用ソフト上で実行可能となるようプログラムを作成し,数値実験や実データへの適用を通してその有用性を検証した、また実際の医学研究に関する問題では,ある特定の疾患を持つ小児の前頭葉の働きを調べるため,NIRSという技術により前頭葉の複数の箇所で多時点で観測された血流量の分析を行った.このとき観測は多地点でかつ多時点で行われているため,その相関構造を取り込めるモデルにより解析を行った.また,2-DEgelで観測された生後マウス網膜蛋白の成長過程を判別するため関数ロジスティック判別モデルを適用した.提案した手法の特徴により,従来法ではみられなかったサブクラスの存在が示唆された.1.当該年度は,近年の著しい科学技術の発達と共に多様化した最先端の医学データの中でも特に,時間や空間における観測がある高次元な医学データ(例えば繰り返し測定や磁気共鳴が像データなど)から治療に役立つ情報を有効に引き出すための解析法について,精確に有用な情報を引き出すための統計学的モデルの構築を行った.2.まず,患者背景に加えて時間や空間の変化に伴い変動するデータ(例えば脳画像データ)から,疾病群と健常群を判別するための判別モデルの構築を行った.ここで,通常画像データは非常に高次元であり,一方で標本数は限られているため,高次元低標本問題がおこり,新たな統計モデルが必要とされる.そこで,非線形ロジスティックモデルによる判別を提案した.この判別モデルにより,2値や連続値の共変量と画像データなど様々なタイプの説明変数をモデルに組み込む事ができた.3.提案モデルでは,超高次元の未知パラメータを基底展開法により次元縮小した.また,疾病に関連の強い画像中の部分を特定するため,変数選択を考えた.通常の変数選択法では,係数の有意性の検定や,AICやBICなどの情報量規準を用いて変数選択を行うが,画像データのように100万も次元がある場合には検証するべき係数の個数やモデルの数が莫大になり,全ての候補の組を検討するのは実質上不可能となる.4.そこで,変数選択とパラメータ推定が同時に行える事で近年注目されているスパース正則化法をパラメータ推定に用いる事で,パラメータ推定の安定性を確保し,さらに疾病に関連の強い画像中の部分を特定することができた.手案手法はアルツハイマー病早期発見のための脳MRI画像データへ適用し,誤判別率やAUCを調べる事で,判別精度のよい手法が提案できた事がわかった。測定技術の近年の急速な進化に伴い複雑多様化する医学・生物学データから、医学研究の発展に役立つ知見を有効に抽出するための統計学的手法の開発と実装を行った。特に、各個体の観測数が多く高次元となるデータを解析するための統計学的モデリングには、関数データ解析のアプローチを用いた。高次元データの平滑化を行う際に必要となる基底展開法では、正則化法に基づき最適な基底展開モデルを選択するが、情報量規準に基づくモデル選択が有効であることがわかっている(Konishi and Kitagawa 2008, Araki et al. 2009)。一方で、この選択の際には数多くの全てのモデル候補に対して規準値を計算する必要があるため計算の負荷が大きく、また候補の中に真が含まれている保証はなかった。そこで、最適化問題の解法を工夫することで情報量規準により効率的にモデル選択を実行する方法を提案し、提案した手法は個体差の調整を行いながら、実際の胃がんデータへ適用しその有用性を示した(Araki and Hattori 2013)。

また、医学データの中でも特に高次元であるのが脳MRIデータである。各個体の脳全体を掌握するためのデータは約100万次元となり、通常の統計手法では解析が不可能であった。本研究では、高次元データに基づく判別モデルを関数データ解析手法を元に構築した。提案手法により、高次元データの次元縮小に加え、観測誤差を取り除くことができた。また、医学データの解析に重要である個体差(年齢、体重、病歴など)の調整を、説明変数に共変量を取り込むことができる判別モデルを構築することで可能とした。このモデルの適用により3次元脳画像データからアルツハイマー病を早期発見し、さらに早期発見に関連の深い脳部位を特定することが可能となった(Araki et al. 2013)。具体的な医学データに対し統計モデルを構築し,検証・適用することができたため.24年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度に提案した統計について,基底展開とスパース正則化の関連性について研究する.また,疾病に関連の強い変数の特定のための手法としてスパース正則化による特異値分解が考えられるが,提案したスパース正則化非線形ロジスティック判別法にこの分解法を取り入れ,基底展開との関連性を調べる.また,現在用いている動径Bスプライン基底と他の基底関数を比較し,どの程度結果に影響するのかを数値実験により調査する.この研究結果は学会で発表すると共に国際ジャーナルへ投稿する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
新しい波浪統計モデルの構築とその利用技術開発に関する研究

新しい波浪統計モデルを構築し、そのモデルのロバスト性の確認を踏まえて、これまでに世界の各機関より提供されている各種の長期波浪統計資料を調査し、各統計データの特性値の傾向を明らかにするとともに、統計データの質の相違に配慮した各種波浪統計データ相互間の有効利用法(簡易合成法)を提案し、その理論的な基礎を明確にした。内容は、データの合成とデータの質が船体応答長期予測へ及ぼす影響を解明して、さらに、新しい波浪統計モデルの提示とそのモデルの利用技術の一つとして汎用的な長期予測法の確立を計った。得られた成果は次の通りである。まず、北太平洋の波浪統計データ(山内ら、高石ら、渡辺ら)間について、各統計資料の特性値を詳細に調査し、これらの波浪統計データの合成について簡易合成法が適用できることを確認した。さらに、これらの三種類の各統計資料に加えて、西北太平洋の波浪統計データ(方鐘聖ら)についても特性値を調査して、簡易合成法の有効性を確認するとともに、理論的基礎解明の指針を得た。提示された新しい波浪統計モデルに基づいて理論的な基礎の裏付けを得るとともに簡易合成法の適用性について検証し、地球全海域をカバーする唯一の長期波浪統計データ(GWS:Global Wave Statistics)との比較検証も実施した。また、GWSを利用する船体応答統計的予測の問題点を抽出し、長期予測法の新しい可能性を実証して、新しい波浪統計モデルの利用技術の開発を計った。特に、モデルの利用技術の一つである長期予測法の汎用化の問題について、波浪荷重以外の各種船体応答(プロペラレーシング、甲板冠水、船体加速度等)の長期予測評価を行った。新しい波浪統計モデルを構築し、そのモデルのロバスト性の確認を踏まえて、これまでに世界の各機関より堤供されている波浪統計資料を調査し、各統計データの特性値の傾向を明らかにするとともに、統計データの質の相違に配慮した、各種波浪統計データ相互間の簡易合成法を提案した。さらに、データの合成とデータの質が船体応答長期予測へ及ぼす影響を系統的に解明した。即ち、まず、北太平洋の波浪統計データ(山内ら、高石ら、渡辺ら)間について、簡易合成法が適用された。三種類の各統計資料の特性値が詳細に調査され、簡易合成法の適用性が様々な角度から検証されるとともに、地球全海域をカバーする唯一の長期波浪統計データ(GWS:Global Wave Statistics)との比較検証も実施された。次に、GWSを利用する船体応答統計的予測の問題点が抽出されて、長期予測法の新しい可能性が実証された。特に、データの合成とデータの質が船体応答長期予測へ及ぼす影響が分析され、新しい波浪統計モデルの利用技術の基礎開発が計られた。新しい波浪統計モデルの構築に関しては、大筋で完成をみたが、モデルの利用技術の一つである長期予測法の汎用化の問題については、波浪荷重以外の各種船体応答の長期予測評価を踏まえた検討が必要であり、平成10年度において、その方面の検討を重点的に実施する予定である。新しい波浪統計モデルを構築し、そのモデルのロバスト性の確認を踏まえて、これまでに世界の各機関より提供されている各種の長期波浪統計資料を調査し、各統計データの特性値の傾向を明らかにするとともに、統計データの質の相違に配慮した各種波浪統計データ相互間の有効利用法を提案することを目的に研究を実施した。内容は、前年度に得られた成果に基づき、データの合成とデータの質が船体応答長期予測へ及ぼす影響を解明して、さらに、新しい波浪統計モデルの利用技術の一つとして汎用的な長期予測法の確立を計った。北太平洋の波浪統計データ(山内ら、高石ら、渡辺ら)間について、前年度に提案された簡易合成法の理論的基礎を明確にした。