hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胆管細胞癌におけるTRAILによる癌浸潤能増強機序の解明

1.胆管細胞癌におけるTRAIL及び関連分子発現状況の解析:TRAIL蛋白の発現は、正常組織では認められず、胆管細胞癌において強い発現を認めた。また、レセプター(DR4、DR5)は正常組織部分との発現状況の差は認めなかった。アポトーシス制御因子の中でMcl-1は癌組織において強い発現を認めた胆管細胞培養株においても同様の傾向が認められた。2.TRAIL遺伝子のプロモーター解析:正常組織、癌組織から得られたTRAIL遺伝子のプロモーター部分の解析を行ったが、IFN-γによるTRAIL誘導能の差に関連する遺伝子異常は指摘できなかった。3.TRAIL遺伝子発現抑制による癌浸潤能の評価:TRAIL高発現胆管細胞癌株に各種阻害薬を投与し、migration assayおよびinvasion assayを行い、癌浸潤能の変化について検討を行った。Mcl-1阻害薬・NF-κB阻害薬を用いると、癌浸潤能はほぼ完全に抑制された。次に、TRAILsiRNA導入胆管癌細胞株を用いて、同様の検討を行った。TRAILsiRNA導入細胞株では有意に浸潤能、転移能の低下を認めた。したがって、TRAILが癌の浸潤・転移に深く関与していることが示された。上記結果より、TRAILが癌浸潤能の増強に強く影響しており、Mcl-1およびNF-κBシグナルを介して作用していることが示された。これらのアポトーシス阻害因子の作用をブロックすることにより癌のTRAILに対する感受性が高まり、TRAILとの併用療法による新たな癌治療の礎となることが期待される。1.胆管細胞癌におけるTRAIL及び関連分子発現状況の解析胆管細胞癌組織標本を用いてTRAIL及びレセプター、関連する因子についての免疫組織学的検討を行った。TRAILの発現は、正常組織においては認められず、胆管細胞癌において強い発現を認めた。また、レセプター(DR4、DR5)は正常組織部分との発現状況の差は認めず、アポトーシス制御因子(Bax、Bcl-2)についても差は認めなかった。しかしながら、Mcl-1は癌組織において強い発現を認めた。次に、胆管細胞培養株におけるTRAIL関連分子発現状況について解析を行った。癌組織における検討と同様、レセプター(DR4、DR5)の発現には差を認めず、Mcl-1の発現はTRAIL抵抗性を持つ株において強い発現を認めた。2.TRAILによるアポトーシス誘導実験リコンビナントTRAILを用いて細胞株におけるTRAIL感受性試験を行った。JNKシグナルに関しては阻害剤による感受性の増強を認めなかったが、NF-KB阻害剤によりTRAIL感受性の増強を認めた。3.TRAIL遺伝子のプロモーター解析正常組織、癌組織から得られたTRAIL遺伝子のプロモーター部分の解析中であるが、IFN-γによるTRAIL誘導能の差に関連する遺伝子異常は指摘できていない。

次に、TRAILsiRNA導入胆管癌細胞株を用いて、同様の検討を行った。TRAILsiRNA導入細胞株では有意に浸潤能、転移能の低下を認めた。したがって、TRAILが癌の浸潤・転移に深く関与していることが示された。上記結果より、TRAILが癌浸潤能の増強に強く影響しており、Mcl-1およびNF-κBシグナルを介して作用していることが示された。これらのアポトーシス阻害因子の作用をブロックすることにより癌のTRAILに対する感受性が高まり、TRAILとの併用療法による新たな癌治療の礎となることが期待される。
高度看護実践能力と質担保の為のWEB版EBN実践シミュレーション教育システム開発

本研究は、高度看護実践能力と看護サービスの質を担保するためのWEB版EBN実践シミュレーション教育システムの開発と学修評価を行うものである。また、これまでの看護継続教育が、高度な看護情報の二次利用技術を保持し、自らが実践した臨床看護行為を評価できる即戦力のスキルを所持した看護師を広く輩出するに至っていないという現状を打開する上で、大きな意義を持つ。学修する時間や場所に大きく影響されない、電子カルテからのデータの収集、解析、EBNの創出までの事例をシミュレーション演習によって効率的に学修できるWEB版教育システムを開発し、EBNを実践できる看護師を速やかに社会に送り出す教育システムを考案する。
遷移金属‐典型金属複合反応系に関する理論及び実験研究

本研究課題では,遷移金属と典型金属の複合触媒反応系として典型的な,d10遷移金属によるハロゲン化アリール・アルケニルと有機典型金属試薬によるクロスカップリング反応に焦点を当て,理論的及び実験的検討を行っている.本年度は,初年度及び次年度の基礎的な反応機構研究で得られた知見をもとに,クロスカップリング反応の合理的設計を目的として研究を行った.反応機構研究で得られた基礎的知見とは次の通りである.従来,Cu(I),Ni(O),Pd(O)などのd10金属に対するハロゲン化アリール・アルケニルの酸化的付加は,金属が炭素ハロゲン結合に挿入する,「3中心型遷移状態」を経て進行するとされてきた.ここで筆者は,リチウム塩やマグネシウム塩などのルイス酸性を有する典型金属化合物が共存する場合,酸化的付加の反応経路としてd10遷移金属と典型金属ルイス酸が同時かつ協働的に関与する「脱離型遷移状態」が存在することを新たに発見した.今年度は,上記の「遷移金属と典型金属による協働的なsp2炭素ハロゲン結合活性化」という新規概念をもとに反応設計開発を行った.ここで取り組んだのは,炭素フッ素結合の活性化を経る炭素炭素結合生成反応である.具体的には,ニッケル触媒による,活性化されていないフッ化アリールとグリニャール試薬のクロスカップリング反応の検討を行った.種々のホスフィン配位子の検討を行った結果,リン原子近傍にヒドロキシ基などのプロトン性基を有する配位子がフッ化アリールとアリールグリニャール試薬のクロスカップリング反応に高活性を示すことを見出した.本反応は特筆すべきことに,sp2炭素ヘテロ元素(酸素,硫黄)結合共存下において炭素フッ素結合活性化を選択的に起こすことが分かった.リチウムジメチルクプラート二量体([Me_2CuLi]_2)による臭化ビニルの求核置換反応の経路について,密度汎関数法(B3LYP/SDD(Cu),Ahlrichs SVP(Br),6-31G(d)(C,H,Li))を用いて検討した.クプラートとπ錯体の間の前平衡があり,π錯体から銅の求核攻撃および炭素-臭素結合の解裂が進行することが分かった.前平衡がクプラート側に大きく偏っていることは,実験的にπ錯体が観測されないことによって確認した.律速段階である炭素-臭素結合解裂には2通りの過程が存在することを見出した.1つはニッケルおよびパラジウム錯体の酸化的付加反応に関して提唱されている3中心の挿入型の経路であった.一方,もう1つの経路では銅の求核攻撃とともに臭化物イオンが脱離していき,銅と臭素の間には相互作用がないことが分かった.Kohn-Sham軌道解析および固有反応座標解析を行い,反応の駆動力および両者の経路の本質的な違いが銅の配位構造と密接に関わっていることを明らかにした.気相中での計算あるいは溶媒の極性,配位を考慮した計算のいずれにおいても脱離型の経路の方が挿入型よりも34kcal/mol有利であった.実際に本反応が脱離型の経路で進行していることを,炭素の速度論的同位体効果によって検証した.すなわち,リチウムジメチルクプラートと1-ブロモシクロオクテンの反応を行ったところ,α位およびβ位の炭素についてそれぞれ2%強,2%弱の速度論的同位体効果が観測された.これらの値は,前述の理論計算に基づき脱離型の経路について算出した同位体効果の値と非常に良い一致を示した.以上をまとめると,有機銅アート試薬によるsp^2炭素上での反応機構を理論計算および実験を駆使することにより明らかにした.パラジウムおよびニッケル錯体触媒によるハロアルケン・ハロアレーンと有機マグネシウム試薬のカップリング反応(熊田反応)の機構について,実験的・理論的検討を行った.まず,これらカップリング反応における炭素の速度論的同位体効果(KIE)を核磁気共鳴(NMR)の定量測定を利用して調べたところ,以下の2つの事柄が示唆された.(1)パラジウム触媒反応では,炭素ハロゲン結合の切断の遷移状態においてハロゲンのα位のみならずβ位の炭素も関与する.(2)ニッケル触媒反応では,ニッケルと炭素炭素π結合の錯形成が強固であり,炭素ハロゲン結合の切断はπ錯体から速やかに進行する.(1)はこれまで一般的に受け入れられてきた3中心型の炭素ハロゲン結合切断(酸化的付加)の機構と相反するため,パラジウムの反応経路についてさらに密度汎関数計算により検討を行った.すなわち,PdL_2(L:ホスフィン)とハロゲン化ビニルの反応をマグネシウム剤(CH_3MgClやMgCl_2)の存在下および非存在下で調べた.その結果,Mg^

<II>の存在下では炭素ハロゲン結合の切断は従来の3中心型と全く異なる「脱離型」機構で進行することを見出した.すなわち,パラジウム炭素結合の生成とともにハロゲン化物イオンは脱離し,Mg^<II>に捕捉される.CH_3MgClを用いた場合は引き続きメチル基がパラジウム上に転位し,ジオルガノパラジウム(II)錯体を1段階で与える.「脱離型」遷移状態では,パラジウムとβ位の炭素の相互作用が保持されており,KIEの実験結果と定性的に適合する.KIEの計算を行ったところ,実験値と定量的にもよく一致した.以上をまとめると,パラジウム触媒による熊田カップリング反応について新規な反応機構を実験的・理論的に示した.本研究課題では,遷移金属と典型金属の複合触媒反応系として典型的な,d10遷移金属によるハロゲン化アリール・アルケニルと有機典型金属試薬によるクロスカップリング反応に焦点を当て,理論的及び実験的検討を行っている.本年度は,初年度及び次年度の基礎的な反応機構研究で得られた知見をもとに,クロスカップリング反応の合理的設計を目的として研究を行った.反応機構研究で得られた基礎的知見とは次の通りである.従来,Cu(I),Ni(O),Pd(O)などのd10金属に対するハロゲン化アリール・アルケニルの酸化的付加は,金属が炭素ハロゲン結合に挿入する,「3中心型遷移状態」を経て進行するとされてきた.ここで筆者は,リチウム塩やマグネシウム塩などのルイス酸性を有する典型金属化合物が共存する場合,酸化的付加の反応経路としてd10遷移金属と典型金属ルイス酸が同時かつ協働的に関与する「脱離型遷移状態」が存在することを新たに発見した.今年度は,上記の「遷移金属と典型金属による協働的なsp2炭素ハロゲン結合活性化」という新規概念をもとに反応設計開発を行った.ここで取り組んだのは,炭素フッ素結合の活性化を経る炭素炭素結合生成反応である.具体的には,ニッケル触媒による,活性化されていないフッ化アリールとグリニャール試薬のクロスカップリング反応の検討を行った.種々のホスフィン配位子の検討を行った結果,リン原子近傍にヒドロキシ基などのプロトン性基を有する配位子がフッ化アリールとアリールグリニャール試薬のクロスカップリング反応に高活性を示すことを見出した.本反応は特筆すべきことに,sp2炭素ヘテロ元素(酸素,硫黄)結合共存下において炭素フッ素結合活性化を選択的に起こすことが分かった.
アクチン結合蛋白質ユフィリン・αアクチニンなどによる平滑筋細胞の形態の調節

平滑筋内のアクチン結合蛋白質(コフィリンとプロフィリン)に関し、細胞内の作用、分子構造などを検討した。1)ほ乳類のコフィリンアイソフォームおよび平滑筋での発現:ほ乳類には筋型および非筋型コフィリンが存在、平滑筋(大動脈)では前者が主に発現することがわかった。そこで、筋型コフィリンのcDNAをPCR法によりクローン化、その配列を決定した。アミノ酸配列は、非筋型アイソフォームと80.3%の一致をみた。筋型、非筋型コフィリンの発現をノーザンブロット法で調べた結果、前者は骨格筋、心筋、精巣、C2筋管細胞などで、後者は脳、精巣、胃、C2筋芽細胞などで顕著に検出された。平滑筋株細胞(PAC1とA10)では、通常は非筋型のみを発現するが、IGFとトランスフェリンを含む無血清培地で、筋型コフィリンの出現がみられた。2)培養筋細胞内でのコフィリンのアクチン繊維への作用の検討:大腸菌内でコフィリンを合成、これを蛍光標識して若い筋細胞に多量に注入したとき、細胞内のアクチン繊維は速やかに崩壊してアクチンとコフィリンからなるロッドを形成した。しかし、24時間を経るとアクチン繊維は再生された。一方、コフィリンcDNAのトランスフェクションにより筋細胞内のコフィリンの発現量を高めたとき、そのままではアクチンへの強い作用は見られず、細胞の熱刺激やDMSO刺激によりコフィリンは活性化され、アクチン繊維の消失とアクチン/コフィリンロッドの形成が起こった。これらより、コフィリンは細胞内でその活性は制御を受けていると考えられた。また、細胞周期に依存してコフィリンのリン酸化が著しく変化、リン酸化がコフィリンの活性制御の一因であることを見いだした。3)平滑筋でのプロフィリンの発現:幼若筋で発現するプロフィリンcDNAのほぼ全長の配列を決定した。親平滑筋(砂嚢)でもこのmRNAの多量発現がわかった。
高等学校国語科における論理論証教育の実践モデル，学習評価モデルの開発

平成30年度の研究計画としては,目標と方法を系統化したカリキュラム開発を行い,その一部を志向して評価し,修正していくことにより,精度の高い論理論証教育のカリキュラムと授業実践モデルの開発に取り組むことであった。とりわけ,「思考の過程を適切に評価する」活動の位置付けについての検討を行い,実効性の高い活動モデルの構築を目指したが,この点について,有効な指標を作成することができた。事実として,授業の中で学習者をいかなる立場に立たせることができるのかを指標として,既習事項と未習事項を連関させていくようなプロセスと,未習事項の「わからない」をひっかりにした授業構築モデルの構築を行うことができた。しかも,論理に着目させていく際の,学習デザインのあり方についてのモデルを発見することができたことも大きな成果であった。しかしながら,学習者は,読者として論理自体を捉えるのではなく,表現者として論理を捉えることが求められているという事実を発見することができた。この点は,これまでの研究では明確化されていない部分であり,論理論証教育における評価指標の作成,あるいは学力形成過程を明らかにするための視座としては新しい発見でもあった。学習者の主体形成の側面からの分析が必要となったたという課題を発見することができた。こうした新しい課題を発見することができた点は意味があり,次年度に向けた課題設定ができたことは有益であった。平成30年度の研究計画の中で,実践モデルに基づいた授業を施行すること,評価することが挙げられているが,具体の授業実践を構想し,実験的な実践を開発し,施行できたことは評価に価する。また,実践された授業をもとにしてモデルの検討がなされたこと,そして,学習者の<思考の過程を適切に評価する>ための指標と実践方法についての知見を得られたことは特筆すべきことであると言えよう。また,主体形成という側面からの課題が明らかになったことは次年度に向けた大きな成果であると位置付けることができる。平成31年度は,30年度に新たに明確化された課題を検討するとともに,当初の予定通り,論理論証教育のカリキュラムを実行可能なものにするための実践プランの策定,及び評価とともに,改善を行い,授業モデルと評価モデル抽出していく。また,学会での成果発表を行うとともに,成果を冊子等にまとめ,広く教育関係者に配布していくこととする。平成29年度の研究計画として,研究分担者,及び研究協力者と協働して,論理や論理的思考力を育成すると言った際に,実践の中でしてきたことや,検討されてきたことを中心として,論理論証教育の到達点を確認することができた。また,高等学校段階の教科書所収の教材をもとにして,具体的な授業モデルを類型化することもできた。国語科における「読むこと」の学習指導においては,筆者の<思考の過程を適切に批評する活動>が中心的に展開されているものの,必ずしも書くこと(表現すること)のモデルにまで位置付けられてはいない現実を明らかにすることができた。こうした課題意識をもとにして,単元構成として論理を強く意識することには適切ではなかったり,表現という点に結びつくものになり得ていない現状を指摘することができた。当初,平成29年度の研究計画としては,実践の中でしてきたことや,検討されてきたことを中心として,論理論証教育の到達点を確認することを主眼としてきた。論理論証教育の到達点を実践を中心として検証し,学習モデルの類型化を行うことができた点は,本年度の成果として特筆すべきことである。また,高等学校段階の教科書所収の教材をもとにして,具体的な授業モデルを類型化することもできたことも成果である。読むことの学習指導において,筆者の<思考の過程を適切に批評する活動>が中心的に展開されている実際・現実を取り上げることができたことも順調に進んでいると評価する根拠であり,同時に,必ずしも書くこと(表現すること)のモデルにまで位置付けられてはいないという課題を取り上げることもでき,次年度に向けた取り組みの具体を構想することができた点は成果であった。

平成30年度の研究計画の中で,実践モデルに基づいた授業を施行すること,評価することが挙げられているが,具体の授業実践を構想し,実験的な実践を開発し,施行できたことは評価に価する。また,実践された授業をもとにしてモデルの検討がなされたこと,そして,学習者の<思考の過程を適切に評価する>ための指標と実践方法についての知見を得られたことは特筆すべきことであると言えよう。また,主体形成という側面からの課題が明らかになったことは次年度に向けた大きな成果であると位置付けることができる。平成30年度は,目標と方法を体系化したカリキュラム開発を目指し,試行し・評価していきながら,修正を行うことが主眼となる。カリキュラム開発と言っても,実践現場レベルでは,単元開発をいかに行い,そして体系化していくのかが喫緊の課題でもある。単元開発,とりわけ前年度に課題として確認した「表現」に結びつく取り組みをいかに開発するのかを中心にして,具体的な3年間の実践モデルの開発を中心にして,議論を展開していきたい。平成31年度は,30年度に新たに明確化された課題を検討するとともに,当初の予定通り,論理論証教育のカリキュラムを実行可能なものにするための実践プランの策定,及び評価とともに,改善を行い,授業モデルと評価モデル抽出していく。また,学会での成果発表を行うとともに,成果を冊子等にまとめ,広く教育関係者に配布していくこととする。協働研究という体裁ではあるが,実質,メールや電話などでの打合せや会合で議論が終わることが多く,研究分担者間の移動が少なくて済んだことにより,旅費の支出が少なかったことが要因として考えられる。調査研究を行う際に,研究者の移動も,実際に想定した額より少額で移動できたりしたことも要因である。ただし,2年目は,1年目以上に調査研究が多くなることが予想される。このことから,旅費支出が大幅に増えるものと考えられる。調査研究を軸にして,打合会の回数を限定的に持ちながら,より効率的な研究費の支出に努めたい。当初の計画とは異なり,研究遂行上,実験授業等の実施計画が多く存在し,研究旅費の支出が増えることが予想された。同時に,研究期間の都合上,早期の実施と検討が望まれたこともあり,他府県での実施を余儀なくされることが想定されたこともあり,前倒し支払い請求をお願いすることになっただ,研究計画,実験授業計画の見直しもあり,研究旅費の支出が予想よりも少なくなったため。
東京国立博物館所蔵・正倉院関係資料の研究-「正倉院裂」を中心に-

東京国立博物館が所蔵する「正倉院頒布裂」を中心に、正倉院関係の「裂帖」、模写と模織、さらに正倉院関連資料について、研究成果報告書を制作した。これには各作品の名称、素材、技法、用途等の基本情報に加え、織物では文丈、〓間幅を、染物にあっては文様一単位の寸法も付して作品本体を立体的、かつ詳細に掲示した。各作品については、染織品の微妙な色合いを重視して、カラーで掲載した。これらの公開は今後の正倉院裂研究には欠かせぬものとなる。1.東博が所蔵する正倉院裂の調査・データ収集東京国立博物館が所蔵する約1,300点(一部法隆寺裂を含む)の上代裂に関して調査を実施、同時に外部のカメラマンによる写真撮影を行ない、公開の準備を進めている。2.東博他で所蔵する正倉院関係資料の全体像の把握東京国立博物館が所蔵する資料の確認を進めている。どのような種類のものがどれだけあるのか、記録写真を撮りながら、データ化を行なってきた。さらに、東博以外の機関が所蔵する正倉院関係資料に関しての確認した。とくに奈良国立博物館においては、現地での聞き取り調査をふまえて、奈良国立博物館が所蔵する正倉院関係資料の調査を実施した。来年度以降、奈良以外の機関における資料調査も実施したい。1.昨年度に引き続き、東京国立博物館(以下、東博)が所蔵する正倉院裂の調査とデータの整理東博が所蔵する約1,300点(一部法隆寺を含む)の上代裂に関して、昨年度に引き続き、作品の名称、品質形状、法量、技法、文様、保存状態等について調査を継続するとともに記録を行った。調査・記録については来年度も継続する予定でいる。それと平行しつつ、東博所蔵の正倉院裂関係の模織と模写の一部について外部のカメラマンによる撮影を実施し、調査と記録の整理を行っている。2.東博他で所蔵する正倉院関係資料の全体像の把握と調査東博においては、その草創期から現在に至るまで、正倉院に関わるさまざまな資料を保管しており、それらの資料については、昨年度に引き続き不足分の把握に努めるとともに、個別の資料調査を行っているが、まだ十分ではないため、上代裂同様、来年度も継続する予定である。また、宮内庁所蔵資料に関しても同様、把握につとめる。1.昨年度に引き続いて東京国立博物館(以下、東博)が所蔵する正倉院裂等の調査とデータの整理東博が所蔵する約1,300点(法隆寺裂を含む)の上代裂に関して、昨年度に引き続き、作品の名称、品質形状、法量、技法、文様、用途、保存状態といった作品そのものに関する調査を継続するとともに、記録を行なった。なお、織物技法としての文丈、〓間幅、染物技法には文様1単位の寸法も付し、作品本体を立体的、かつ詳細に捉えるようにした。それと平行して、東博所蔵の正倉院関係の模織と模写、裂帖について外部のカメラマンによる撮影と作品の調査、記録を継続して行なった。なお、東博所蔵の正倉院裂等に関しては、量的に膨大なこともあり、未整理品と呼ばれている作品についてはすべてに渡って撮影と調査等を終了することができなかった。2.東博および東博他で所蔵する正倉院関係資料の調査東博においては、博物館草創期から現在にいたるまで、正倉院に関わるさまざまな資料を保管している。また、外部機関、とりわけ宮内庁書陵部等が所蔵する関係資料については、量が非常に多いこともあり、その資料の把握に努めたが、まだ十分に調査を終了するにいたっていない。3.これまでに撮影及び調査が完了した正倉院裂および、裂帖、模織、模写、歴史資料等について、織物や染物の微妙な色合いを重用視するうえからも、カラー図版とし、各作品の詳細なデータを盛り込んだ報告書(182頁)を刊行した。なお、予算に制約があり、紙面の都合ですべての作品について詳細なデータを盛り込むことができなかった。
衝撃波による生体損傷発生機序の解明

1)生体損傷発生機序に関する焦点領域の物理現象の解明:水中における衝撃波の収束状態を超音波診断装置で観察した結果、焦点部にはhyperechoic regionが観察され、時間と共に焦点遠位方向に移動することが判明した.これはキャビテーション気泡が流れによって移動するためと思われ、生体損傷には衝撃波による圧力損傷の他に、流体流れが関与していることを示した.この結果はコンピュターによる数値シミュレーションによっても裏付られた.また、衝撃波が焦点に至るまで、および焦点から分散する衝撃波の伝播経路でもキャビテーションが発生していることを明らかにした.2)衝撃波による生体損傷のin situ、リアルタイムでの観察:兎耳介血管を対象として、実体顕微鏡下に高速ビデオカメラで観察した.衝撃波照射によって、静脈、動脈の順に損傷されたが、その過程においては血管の攣縮や拡張が起こることを示した.以前の腎血管損傷と比べると、耳介血管では衝撃波にかなり抵抗性であり、衝撃波による血管損傷は血管周囲支持組織の物理的な性状に依存することが示された.3)流体物理的な検討結果と動物実験による生体損傷との関連についての検討:前述した焦点近傍における物理現象を実証するために動物実験を行い、予想したように、衝撃波が焦点に至るまで、および焦点から分散する衝撃波の伝播経路においても生体損傷が発生することを明らかにした.4)上記結果をもとにした安全な体外結石破砕療法と衝撃波の癌治療への応用:誤射防止機構を装備した新型のピエゾ素子による体外結石破砕装置を実用化した.衝撃波の抗癌効果については衝撃波の単独療法よりも、抗癌剤との併用により、その効果が増強されることを明らかにしたが、臓器の血管構築によっては癌転移が促進される危険性を示した.1)生体損傷発生機序に関する焦点領域の物理現象の解明:水中における衝撃波の収束状態を超音波診断装置で観察した結果、焦点部にはhyperechoic regionが観察され、時間と共に焦点遠位方向に移動することが判明した.これはキャビテーション気泡が流れによって移動するためと思われ、生体損傷には衝撃波による圧力損傷の他に、流体流れが関与していることを示した.この結果はコンピュターによる数値シミュレーションによっても裏付られた.また、衝撃波が焦点に至るまで、および焦点から分散する衝撃波の伝播経路でもキャビテーションが発生していることを明らかにした.2)衝撃波による生体損傷のin situ、リアルタイムでの観察:兎耳介血管を対象として、実体顕微鏡下に高速ビデオカメラで観察した.衝撃波照射によって、静脈、動脈の順に損傷されたが、その過程においては血管の攣縮や拡張が起こることを示した.以前の腎血管損傷と比べると、耳介血管では衝撃波にかなり抵抗性であり、衝撃波による血管損傷は血管周囲支持組織の物理的な性状に依存することが示された.3)流体物理的な検討結果と動物実験による生体損傷との関連についての検討:前述した焦点近傍における物理現象を実証するために動物実験を行い、予想したように、衝撃波が焦点に至るまで、および焦点から分散する衝撃波の伝播経路においても生体損傷が発生することを明らかにした.4)上記結果をもとにした安全な体外結石破砕療法と衝撃波の癌治療への応用:誤射防止機構を装備した新型のピエゾ素子による体外結石破砕装置を実用化した.衝撃波の抗癌効果については衝撃波の単独療法よりも、抗癌剤との併用により、その効果が増強されることを明らかにしたが、臓器の血管構築によっては癌転移が促進される危険性を示した.本年度内研究によって以下の点を明らかにした。1)衝撃波の発生源別、集束法別にみた衝撃波の集束領域の検討(衝撃波圧力、焦点領域の大きさと物理的な損傷程度に関する検討)について数値シミュレ-ションおよび衝撃波発生点におけるホログラフィ-撮影を行い、衝撃波発生点における生成キャビテ-ション気泡の2次性衝撃波発生は微小爆薬が最も少ないことを明らかにした。このことは臨床応用においても微小爆薬による体外結石破砕法が生体損傷を減ずる上に有利であることを示すと考えられた。2)生体損傷発生機序に関する焦点領域の物理現象の解明については焦点領域における液体流れが衝撃波の伝播方向だけではなく、これと直行する方向にも発生していることを明らかにした。このことは生体損傷の発生には高圧力現象に加えて液体流れが関与していることを示すものであった。3)体外結石破砕機の改良については結石の超音波を照射し、結石からの反射波の解析を行い、反射超音波の周波数特性が結石の破砕程度、すなわち壊れ具合によって変化することを明かにした。これによって体外結石破砕による結石破砕程度をレントゲンを使用せずに知ることができると思われ、不必要な衝撃波照射から生体を保護する上に有力な安全装置が開発できものと考えられた。1)生体損傷発生機序に関する焦点領域の物理現象の解明:非一様な生体組織内を伝播する衝撃波挙動について数値シミュレーションを行い、水と比較して音響インピーダンスの大きい生体を衝撃波が伝播する際には、衝撃波波面性状が凸に歪むことを示した.また、衝撃波が生体界面で反射する際に発生する膨張波によって生体内部の組織に損傷が起こることが数値予想された.水中における衝撃波の収束状態を超音波診断装置で観察した結果、生体損傷には流体流れが関与していることを示した.この結果はコンピュターによる数値シミュレーションによって裏付られた.また、衝撃波が焦点に至るまで、および焦点から分散する衝撃波の伝播経路でもキャビテーションが発生していることを明らかにした.2)衝撃波による生体損傷のin situ、リアルタイムでの観察:兎耳介血管を対象として、実体顕微鏡下に高速ビデオカメラで観察した.

その結果、耳介血管では衝撃波にかなり抵抗性であり、衝撃波による血管損傷は血管周囲支持組織の物理的な性状に依存することが示された.電子顕微鏡による検索では細胞内小器官の破損が確認された.3)流体物理的な検討結果と動物実験による生体損傷との関連についての検討:前述した焦点近傍における物理現象を実証するために動物実験を行い、予想したように、衝撃波が焦点に至るまで、および焦点から分散する衝撃波の伝播経路においても生体損傷が発生することを明らかにした.4)上記結果をもとにした安全な体外結石破砕療法と衝撃波の癌治療への応用:誤射防止機構を装備した新型のピエゾ素子による体外結石破砕装置を実用化した.衝撃波の抗癌効果については衝撃波の単独療法よりも、抗癌剤との併用により、その効果が増強されることを明らかにしたが、臓器の血管構築によっては癌転移が促進される危険性を示した.
ビル屋上の太陽光発電設備の耐雷対策技術の構築

雷撃を受けた太陽光発電設備等の電気設備に生じる過電圧の解析を電磁界計算法の一つである時間領域有限差分法(FDTD法)を用いて行うために必要な,コロナ放電,任意半径の細線導体,高精度吸収境界条件などのモデル群を開発し,それらの妥当性を検証した。さらに,これらのモデル群を自作したFDTD計算プログラムに組み込み,それを用いた数値シミュレーションにより,設備内の過電圧発生メカニズムを明らかにし,雷過電圧の抑制策を提案した。2030年までに太陽光発電を5300万kW導入することが日本の国家目標となっており,今後,多数のビルの屋上に太陽光発電設備が設置されていくものと予想される。設備が高い位置にあればあるほど雷を受けやすいため,ビル屋上に設置される太陽光発電設備は雷被害をより受けやすい。しかも,太陽光発電設備の動作電圧は低く,過電圧に対して脆弱である。本研究では,本応募者がこれまでに培ってきた電磁界解析技術,大気電気学分野の雷に関する知識,電力工学分野の設備絶縁に関する知識,環境電磁工学分野の電磁遮へい等に関する知識を活用して,種々のモデルを開発し,それらを用いて雷撃を受けたビル屋上の太陽光発電設備に生じる過電圧について検討を行い,得られた結果に基づき太陽光発電設備の耐雷対策技術を構築することを目的としている。平成27年度は,ビル屋上に設置されている太陽光発電設備が雷撃を直接あるいは間接的に受けた場合のシミュレーションを,電磁界の時間領域有限差分法(FDTD法)を用いて行うために必要な下記のモデル開発を行い,開発したモデルの妥当性および精度を対応する実測結果等との比較により実証した。(1) FDTD法による細線導体ワイヤの高精度モデル,(2) FDTD解析で使用可能なコロナ放電の工学モデル,(3) FDTD解析用吸収境界モデルの高安定化,(4)電気設備で発生する部分放電検出法, (5)誘導電圧計算モデル, (6)雷電磁界パルス伝搬モデル以上の研究成果は,米国電気電子学会(IEEE),米国地球物理学会(AGU),電気学会等の12件の雑誌論文として投稿され,2015年度内に掲載されている。必要充分な研究時間を確保でき、平成27年度に予定していた課題に取り組むことができたため。2030年までに太陽光発電を5300万kW導入することが日本の国家目標となっており、今後、多数のビルの屋上に太陽光発電設備が設置されていくものと予想される。設備が高い位置にあればあるほど雷を受けやすいため、ビル屋上に設置される太陽光発電設備は雷被害をより受けやすい。しかも、太陽光発電設備の動作電圧は低く、過電圧に対して脆弱である。本研究では、本応募者がこれまでに培ってきた電磁界解析技術、大気電気学分野の雷に関する知識、電力工学分野の設備絶縁に関する知識、環境電磁工学分野の電磁遮へい等に関する知識を活用して、種々のモデルを開発し、それらを用いて雷撃を受けたビル屋上の太陽光発電設備に生じる過電圧について検討を行い、得られた結果に基づき太陽光発電設備の耐雷対策技術を構築することを目的としている。平成28年度には、ビル屋上に設置されている太陽光発電設備が雷撃を直接あるいは間接的に受けた場合の解析と、この解析を時間領域有限差分(FDTD)法を用いて行うために必要な下記のモデル開発と検討を行った。(1)太陽光発電設備等の過電圧保護に用いられる酸化亜鉛(ZnO)バリスタおよび避雷器モデルの開発、(2)炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の電磁界・サージ解析モデルの開発、(3)大地に対して水平ではない非均質リード線の雷サージおよび高周波特性の評価、(4)埋設ケーブル導体の誘導雷サージ解析モデルの開発、(5)電気機器内の部分放電検出および電流値推定法の開発、(6)雷電磁界パルス伝搬に与える地上構造物の影響評価。以上の研究成果は、米国電気電子学会(IEEE)、電気学会(IEEJ)等の10篇の雑誌論文として投稿され、2016年度内に掲載されている。必要十分な研究時間を確保でき、平成28年度に予定していた課題に取り組むことができたため。平成29年度は,太陽光発電設備等の耐雷対策について検討するために必要な電磁界・サージ解析プログラムの開発と機能拡張,その妥当性および精度の検証,雷電磁界パルスおよび雷サージ解析への応用を行った。また,設備の接地電極の有効線路長を求めるための実験式の提案,導体近接効果を考慮したサージ解析法,埋設ケーブルのサージ電圧・電流に与えるシールド導体の影響,コロナ放電を考慮した逆フラッシオーバ解析,電離層の存在を考慮した雷電磁界パルス伝搬の検討も行った。これらの研究成果は,米国電気電子学会(IEEE)や米国地球物理学会(AGU)等の6件の雑誌論文として発行された。

雷撃を受けた太陽光発電設備等の電気設備に生じる過電圧の解析を電磁界計算法の一つである時間領域有限差分法(FDTD法)を用いて行うために必要な,コロナ放電,任意半径の細線導体,高精度吸収境界条件などのモデル群を開発し,それらの妥当性を検証した。さらに,これらのモデル群を自作したFDTD計算プログラムに組み込み,それを用いた数値シミュレーションにより,設備内の過電圧発生メカニズムを明らかにし,雷過電圧の抑制策を提案した。平成28年度には,予定通り,平成27年度に開発したモデルを,太陽光発電設備等の雷電磁界・サージ解析に適用し,設備に生じる雷過電圧の発生メカニズムを明らかにする。また,高安定および高速計算アルゴリズムの開発を行い,解析時間の効率化をはかる。平成29年度には、平成28年度までに開発したモデルの妥当性を徹底的に検証するとともに、それらを自作したFDTD法に基づく電磁界解析プログラムに組み込み、雷撃を受けたビル屋上の太陽光発電システムの解析を、想定される種々の条件化(太陽光発電設備への直撃、近傍の避雷針等への雷撃による誘導など)で実施し、太陽光発電設備に生じる過電圧の発生メカニズムを明らかにする。また、得られた結果を整理し、ビル屋上の太陽光発電システム等電気設備の耐雷対策を提案する。この期間に得られることが予想される研究成果は、国内外の学会で口頭発表を行うとともに、米国電気電子学会(IEEE)の雑誌論文として投稿する予定である。工学(環境電磁工学)4月に開催された国際会議の参加費支払いを,2月末までに行う予定であったが,4月初旬に行ったため。成果発表のため参加する2017年度に行われる国際会議への参加費等として使用予定である。
超耐熱材料の高性能接合法の研究

本研究では、主たる接合母材としてNi基超耐熱鋳造合金であるMM007を使用し、液相拡散接合時の母材の溶融現象、接合部の組織的検討ならびに982°Cにおける引張試験を実施した。得られた主要な結果を下記に要約して示す。1.母材の溶融現象(1)母材の溶融過程は、Nernst-Brunnerの式(n=ns〔1-exp{-K(A/V)t}〕,n:t秒後の溶質濃度,Ns:飽和濃度,K:溶融の速度定数,A:反応面積,V:反応液相の体積)に従うことが判明した。Kは、1100°C1150°Cの範囲で、温度の上昇とともに増加した。(3)母材表面に酸化皮膜がある場合、皮膜厚さの増加とともに、母材の溶融速度は低下した。(4)接合欠陥形成に及ぼす酸化皮膜の影響として、液相と母材との反応性を阻害する影響及び接合界面に凝集して界面の強度を低下させる影響があることが推察された。2.組織的検討結果(インサート金属:MBF30,35,80,90)(1)MBF-80,90では、液相消滅後、1100°C×24hrの均一化処理を実施したところ接合部の組織は、ほぼ母材と同等となった。(2)本接合法においては、等温保持中に母材から固相が、液相中にエピタキシャル成長し、接合がなされた。3.982°Cにおける引張試験結果(1)引張性質には大きなバラツキが認められた。破断面のフラクトグラフィ的検討を行ったところ、界面平坦破面の形成が、その主要因であった。(2)インサート金属としては、MBF-80を用いた場合、最も有好な引張性質が得られた。(3)30μmфのスペーサを用いることにより、界面平坦破面の形成を防止でき、ほぼ母材に匹敵する引張性質が得られた。(4)接合温度を変化させても引張性質には有意的な差異は認められなかった。
光ファイバセンサ・アクチュエ-タを用いた生体計測用機器の開発

【目的】光ファイバセンサは電磁波等の影響を受けずに,劣環境下でも容易に計測を行うことができる。今回われわれは,光ファイバをエネルギ伝達とセンシング素子として用いたセンサ・アクチュエ-タシステムを開発し,その評価を行った。【構成】光ファイバセンサ・アクチュエ-タは,光源・光ファイバ・光電変換素子・信号処理回路より構成される。各々の構成は次の通りである。1.光源として1W高出力半導体レ-ザ(波長813nm)を用いた。光ファイバ(グレ-デッド・インデックスファイバE167,日立電線,コア径230μm,開口数0.3,長さ2m)によりレ-ザ光を光電変換素子部に導光した。光ファイバ先端での光出力は最大800mwであった。光ファイバと半導体レ-ザとの接続,光電変換素子との接続は,市販のFCコネクタを使用した。2.光電変換素子として,シリコン単結晶の太陽電池(S4V United Detector Technology,大きさ4×2mm)を8固直列に接続し,アクリルパイプ内に光ファイバ先端をとりまくように配置した。3.計測対象として温度を考え,IC温度センサを選択し,その電圧出力をVーFコンバ-タを介して周波数出力に変換した。4.信号処理回路は,光通信回路の原理より,LED,光ファイバとホトディテクタより構成される。光通信用LEDとして波長650nm(TLYR5500)を用いた。2mのプラスチックファイバ(SHー4001,コア径1mm)により通信を行った。【実験方法】レ-ザ光を光ファイバを介して光電変換素子に導き,温度計測を試み,システムの評価を行った。【結果】センサ回路接続しない無負荷状態での最大供給電力は約40mWであった。しかし,光出力を最大にすると熱の影響が大きく,太陽電池の効率が時間とともに減少するため,熱の影響を受けず安定した供給電力が得られる光出力を選択した結果,光出力約650mWで解放電圧4.3V,ショ-ト電流6.7mAが得られた。この値は,われわれが当初予測した値より少ないが簡単なセンサ回路を動作させるのには十分であった。使用したLEDは低電流(2mA以下)で駆動し,ファイバを介して温度出力を得ることができた。【検討】実験結果より基本システムの動作は確認された。しかし当初われわれが予想し,また理論的に計算した電流値を得ることができなかった。この原因として,1)光出力が大きくなると熱の影響を受け,太陽電池の効率を低下させる。2)今回使用した光ファイバの開口数は0.3と小さいので光が広く拡散しないため,8個すべての太陽電池表面を均一に照射することができず,小電流しか得られなかった。そのため太陽電池の配列構造を再検討する。すなわちすべての太陽電池を均一に照射できる構造に改めたい。また今回は,光電変換素子部と光ファイバの接続にFCコネクタを用いたが,効率の面からも,さらに工夫する必要がある。光ファイバセンサについては今回,比較的回路作製が簡単な温度計測を行ったが,生体の他の生理現象,例えば,血圧,血流等を計測対象とする事もできる。この際なるべく少ない消費電力でセンサを駆動する工夫を行う必要がある。【まとめ】光によるエネルギ供給により約20mWの電力を得ることができた。このことは,生体のような高絶縁性を必要とする環境下や高温高湿下での計測への応用が期待できる。

しかし,光出力を最大にすると熱の影響が大きく,太陽電池の効率が時間とともに減少するため,熱の影響を受けず安定した供給電力が得られる光出力を選択した結果,光出力約650mWで解放電圧4.3V,ショ-ト電流6.7mAが得られた。この値は,われわれが当初予測した値より少ないが簡単なセンサ回路を動作させるのには十分であった。使用したLEDは低電流(2mA以下)で駆動し,ファイバを介して温度出力を得ることができた。【検討】実験結果より基本システムの動作は確認された。しかし当初われわれが予想し,また理論的に計算した電流値を得ることができなかった。この原因として,1)光出力が大きくなると熱の影響を受け,太陽電池の効率を低下させる。2)今回使用した光ファイバの開口数は0.3と小さいので光が広く拡散しないため,8個すべての太陽電池表面を均一に照射することができず,小電流しか得られなかった。そのため太陽電池の配列構造を再検討する。すなわちすべての太陽電池を均一に照射できる構造に改めたい。また今回は,光電変換素子部と光ファイバの接続にFCコネクタを用いたが,効率の面からも,さらに工夫する必要がある。光ファイバセンサについては今回,比較的回路作製が簡単な温度計測を行ったが,生体の他の生理現象,例えば,血圧,血流等を計測対象とする事もできる。この際なるべく少ない消費電力でセンサを駆動する工夫を行う必要がある。【まとめ】光によるエネルギ供給により約20mWの電力を得ることができた。このことは,生体のような高絶縁性を必要とする環境下や高温高湿下での計測への応用が期待できる。
π中間子による原子核の内部構造の研究

本研究の目的はGeV領域のπ中間子をプローブとして原子核の内部構造を解明することにある.特に,核内の核子・核子及びハイペロン・核子の相互作用を調べクォークの自由度が果す役割を明らかにする.このため,本研究では高エネルギー物理学研究所12GeV陽子シンクロトロンにGeV領域のスペクトロメーターを建設し,シンクロトロンから引き出されたπ中間子ビームを原子核にあてて生成されるK中間子を検出し,そのスペクトルからハイパー核の研究を行なう.本年度は, (π, K)反応によりつくられるK中間子を測定するための磁気スペクトロメーターの建設及びビームを用いた本格的実験を行なった.本研究で製作された高速ドリフトチェンバー系は,毎秒107コのビームの測定が可能という性能をもつ世界に類のないものであり,これをスペクトロメーターに設置した.さらに電子,パイ中間子,ケイ中間子,陽子等を分離識別するための装置及び各種トリガー検出器の製作を行なった.また,高速にデータを処理するためのエレクトロニクス系の製作及びビームテストを行なった.これらを総合して(π, K)反応による第1段階の実験を開始しデータの収集を行なった.実験データは現在解析中であるが,すでに炭素原子核については,ハイパー核生成を示すピークを運動量スペクトルにおいて観測している.炭素より重い原子核についても,いくつかの原子核についてピークの存在があきらかになっている.これらデータ解析と並行して理論的意味づけと,第2段階の実験の準備を始めている.本研究の目的はGeV領域のπ中間子をプローブとして原子核の内部構造を解明することにある.特に,核内の核子・核子及びハイペロン・核子の相互作用を調べクォークの自由度が果す役割を明らかにする.このため,本研究では高エネルギー物理学研究所12GeV陽子シンクロトロンにGeV領域のスペクトロメーターを建設し,シンクロトロンから引き出されたπ中間子ビームを原子核にあてて生成されるK中間子を検出し,そのスペクトルからハイパー核の研究を行なう.本年度は, (π, K)反応によりつくられるK中間子を測定するための磁気スペクトロメーターの建設及びビームを用いた本格的実験を行なった.本研究で製作された高速ドリフトチェンバー系は,毎秒107コのビームの測定が可能という性能をもつ世界に類のないものであり,これをスペクトロメーターに設置した.さらに電子,パイ中間子,ケイ中間子,陽子等を分離識別するための装置及び各種トリガー検出器の製作を行なった.また,高速にデータを処理するためのエレクトロニクス系の製作及びビームテストを行なった.これらを総合して(π, K)反応による第1段階の実験を開始しデータの収集を行なった.実験データは現在解析中であるが,すでに炭素原子核については,ハイパー核生成を示すピークを運動量スペクトルにおいて観測している.炭素より重い原子核についても,いくつかの原子核についてピークの存在があきらかになっている.これらデータ解析と並行して理論的意味づけと,第2段階の実験の準備を始めている.
高齢者の転倒・骨折の病態と予防のための評価・測定システム及び運動プログラムの検討

地域在宅高齢者の転倒・骨折の病態、特に内的因子について分析し、そのための運動プログラムの妥当性、効果、問題点を明らかにするために、東京厚生年金病院「転倒予防教室」の参加者を対象とした検討(研究I)と韓国の高齢者を対象として検討(研究II)を実施し、次のような研究成果が得られた。[研究I](1)健脚度、大腿骨頚部骨密度、転倒発生状況、転倒恐怖、転倒予防自己効力感等の測定・分析から、「健脚度」は、これまで示してきた転倒回避能力の指標としてだけでなく、転倒・骨折のリスク、転倒恐怖の指標としても有用であること。(2)「転倒予防教室」を修了し、聞き取り調査が可能であった者(n=244)では、入室前1年間に比べ、修了後1年間では、転倒率(33%から18%に)、骨折発生率(11%から4%に)ともに低減しており、「教室」での運動・生活指導が有効であること。(3)「教室」初回メディカルチェックの際に実施した服薬調査では(n=297)、1人当たりの使用薬剤数は4.23品目あり、最大16品目であった。高齢者への運動・生活指導に際して、重複疾患の加療が行われていることを考慮すると共に、服薬数とその種類について注意を払うべきこと。(4)運動を前提とした内科的、整形外科的メディカルチェックにより、各種内科的疾患(重症糖尿病、狭心症、脊髄小脳変性症、多発性脳梗塞等)や、整形外科的疾患(重度変形性股及び膝関節症、脊柱管狭窄症等)が発見された。その割合は健診を受けた高齢者の約5%と、通常のスポーツ選手のメディカルチェックの割合よりもはるかに高いことから、高齢者の「転倒予防教室」の事前健診は必須であること。[研究II]韓国の骨粗鬆症(WHO基準)65名を対象として、ランダム化比較試験、前向き研究により、運動介入(10ヶ月間の複合的運動プログラム対照群:歌、書道、ゲーム等)の効果を検討した。その結果、転倒回避能力の指標としての健脚度(10m全力歩行、最大一歩幅、40cm踏台昇降)及び平衡機能(開眼単脚直立時間)が有意に改善し、また、大腿骨頚部と踵骨の骨密度の介入前後の低下の割合が、運動群で有意に小さいことが示された。在宅高齢者を対象とした転倒リスクの指標としての身体機能評価・測定システムの検討及ぴ「転倒予防教室」の運動プログラム(8週間)の検討を行った。その結果、次のような結果が得られた。1.健脚度の測定・評価ソフトを応用して高齢者の個人・集団について継続的に測定・評価を行うことにより・転倒・骨折予防への対応に役立つ基礎資料が得られることが示された。2.高齢者の健脚度、特に「10m全力歩行時間」の測定による歩行速度と大腿骨頚部骨密度との関連が示され、転倒骨折予防プログラムの実施に当たって、両者もしくは歩行速度の指標を用いることは有用であると考えられた。

3.「転倒予防教室」での運動・教育プログラムにより、各年代で身体機能の向上が認められたが、心理面については、前期高齢者は改善されたが、後期高齢者は必ずしもその傾向は見出せなかった。プログラムの作成・指導実践に当たって、年代に応じた配慮が必要と考えられた。4.「転倒予防教室」の入室時の内科的・整形外科的メディカルチェックで「運動不可」と判定される事例、多数の薬剤を服用している事例、運動中の転倒事例などが存在することから、運動・教育プログラムの実践に当たっては、安全配慮がきわめて重要であることが示された。高齢者の転倒・骨折の病態、特に内的要因について分析し、その予防のための運動プログラムの妥当性、効果、問題点を明らかにするために、東京厚生年金病院「転倒予防教室」の参加者を対象に、種々の検討を行ったところ、次のような結果が得られた。(1)健脚度、大腿骨頚部骨密度、転倒発生状況、転倒恐怖、転倒予防自己効力感等の測定・分析から、「健脚度」は、これまで示してきた転倒回避能力の指標としてだけでなく、転倒・骨折のリスク、転倒恐怖の指標としても有用であること。(2)「転倒予防教室」を修了し、聞き取り調査が可能であった者(n=228)では、入室前1年間に比べ、修了後1年間では、転倒率(32%から16%に)、骨折発生率(13%から4%に)ともに低減しており、「教室」での運動・生活指導が有効であること。(3)「教室」初回のメディカルチェックの際に実施した服薬調査では(h=297)、1人当たりの使用薬剤数は4.23品目あり、最大16品目であった。高齢者への運動・生活指導に際して、重複疾患の加療が行われていることを考慮すると共に、服薬数とその種類について注意を払うべきこと。(4)運動を前提とした内科的、整形外科的メディカルチェックにより、各種内科的疾患(重症糖尿病、狭心症、脊髄小脳変性症、多発性脳梗塞等)や、整形外科的疾患(重度変形性股及び膝関節症、脊柱管狭窄症等)が発見された。その割合は健診を受けた高齢者の約5%と、通常のスポーツ選手のメディカルチェックの割合よりもはるかに高いことから、高齢者の「転倒予防教室」の事前の健診は必須であること。
スペクトラルＸ線CTと7T-MRIを使った癌のマルチモーダルイメージング

●造影剤を使ったクアッドエネルギー(QE)CT撮影:基礎研究用ファントムとして作成したヨウ素やガドリニウムの造影剤が入ったバイアル,アクリル樹脂,そして動物のファントムそれぞれをKエッジCTを用いて撮影した。特に,本研究では,7T-MRIと共有できるガドリニウムの濃度が110 mg/mlのファントムを高コントラストで造影することを目指し,510 mg/mlの造影剤が高コントラストで撮影できた。また,撮影に用いた動物ファントムは研究用としてすでに作製済みのものである。●MRI用酸化ガドリニウム陰性造影剤の基礎研究:平均粒径15 nmの酸化ガドリニウムの常磁性ナノ粒子を購入し,血中Gd濃度が最大で2 mg/ml程度となるようにブドウ糖注射液を加えて混合し,点滴用陰性造影剤とした。●酸化ガドリニウム造影剤を使った担癌動物の撮影:大腿にVX2癌が生着した担癌ウサギを購入し,ブドウ糖水溶液を使った酸化ガドリニウム懸濁液をウサギの耳から点滴した。点滴後,7T-MRIを用いてT2強調撮影を実施し,癌部位における信号強度の低下を確認した。●高空間分解能トリプルエネルギー(TE)CTスキャナーの試作:鉛製コリメーターを用いて空間分解能を0.5×0.5 mm2から0.25×0.25 mm2に改善した。これに伴い画像再構成ピクセルサイズも0.25×0.25 mm2に変更した。次にガドリニウムKエッジCTのカウントレートを増して画質の向上をはかるため,デュアルエネルギー(DE)CTスキャナーも構築した。●動物操作は,動物実験指針講習会を受講し動物実験指針に従って実施した。また,連携研究者は研究の準備・遂行(癌の継代,ファントム製作,撮影実験)などを行った。平成30年度では,予定したほとんど全ての研究計画を実施し,ほぼ予想通りの研究成果を得ることができた。特にCdTe検出器を使ったQE-CTのカウンターでは,1ピクセル当たり約100 kcpsのカウントレートを達成した。さらに撮影に用いるエネルギーレンジでのカウントレートを増すためにTE-CTやDE-CTも構築し,X線の単色性は劣るが,画質の粒状性が改善された。高空間分解能のCdTeアレーと0.1 mmフォーカスX線管を用いてDE-CTスキャナーを構築した。2値のスレッショルドエネルギーを決定することによりDE-CTは可能であるが,エネルギーサブトラクションを加えればTE-CTとなる。このスキャナーの空間分解能は0.1×0.1×0.1 mm3で,微小血管が3次元で撮影できた。酸化ガドリニウムナノ粒子懸濁液と7T-MRIを使った癌部位の描出に関する基礎実験では,ウサギの耳から懸濁液を点滴する方法を採用した。ナノ粒子は毛細血管を容易に通過するが,注射前にナノ粒子として分散する必要があるため,低濃度の懸濁液を点滴する方法を採用した。ウサギ大腿に生着したVX2癌のT2*強調撮影では,癌の新生血管の信号強度が少し下がり,酸化ガドリニウムの陰性造影剤としての効果が確かめられた。7T-MRIではVX2癌の層が造影無しで見えることはあるが,ブドウ糖液の静脈注射により,癌層の信号強度が少し増加した。さらにガドペンタ酸メグルミンとの併用により,癌中の低酸素領域の信号強度が著しく増加した。生理食塩水とガドペンタ酸メグルミンの組み合わせでは癌の辺縁だけの信号強度が上がることから,ブドウ糖・ガドペンタ酸メグルミンの癌造影効果が期待される。●スペクトラルX線CT:第一世代のQE-CT,TE-CT,DE-CTにおける画像再構成ピクセルサイズを0.1×0.1 mm2に設定し,空間分解能を0.2×0.2 mm2まで改善する。次いで,ビームハードニングの概念に基づくエネルギー弁別CTを考案し,実現する。具体的には検出器の最大出力電圧を一定にし,増幅率を増加する場合のプロジェクションデータを計算し,画像再構成を行う。原理的には増幅率を高めることにより,平均フォトンエネルギーが増加する。●スペクトラル3次元X線CT: CdTeアレーと0.1 mmフォーカスX線管から発生するコーンビームを使ったKエッジCTに適する撮影条件を選択し,癌ファントムなどを撮影する。2倍拡大撮影により0.5×0.5×0.5 mm3の空間分解能を目指す。●ブドウ糖の癌造影効果:周知のように,ブドウ糖は癌に容易に吸収される。大腿にVX2癌が生着したウサギにブドウ糖を静脈注射し,7T-MRIとT1強調撮影を用いて癌部位におけるブドウ糖の陽性造影効果の時間変化を撮影する。●ブドウ糖・ガドペンタ酸メグルミンの癌造影効果:ブドウ糖注射液に適量のガドペンタ酸メグルミンを加え,大腿にVX2癌が生着したウサギに静脈注射する。次いで,7T-MRIとT1強調撮影を用いて癌部位における造影剤の陽性造影効果の時間変化を撮影する。●高カウントレートCdTe検出器の開発:高速の電荷有感増幅器と整形増幅器を試作し,小型CdTe検出器との組み合わせで,最大50kcps/pixelのカウントレートを実現した。●クアッドエネルギー(QE)カウンターの開発:4対の高速コンパレーター,マイコン,FVCからなるQEカウンターを試作し,CdTe検出器と組み合わせた。