hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
顎口腔領域の病変のMRIおよびdynamic-MRIによる評価

岡山大学歯学部附属病院を受診した外来・入院患者の内、顎口腔領域の腫瘍性疾患、嚢胞性疾患が疑われた患者を対象とし、研究の内容を十分説明し、同意を得ることができた患者のMRIを撮像した。また、同意の得られた患者には造影剤を使用して、MRIの造影像、dynamic-MRIを施行した。歯原性嚢胞、非歯原性嚢胞のMRIについては、病変6種類の特徴をまとめて、報告した(Eur J Radiol.2003Nov;48(2):178-82)。歯原性嚢胞、非歯原性嚢胞の6種類に関しては、MRIの造影像を施行することによる追加情報は得られなかったため、確定できた場合には、造影MRIは不必要と考えられた。唾液腺腫瘍において、Warthin's tumorsは確定できることを報告した(Oral Oncol.2002Jun;38(4):369-72)。これまでは、被爆および比較的感度が低い(約50%)という欠点を伴ったscintigraphyが施行されてきたが、dynamic-MRIによりWarthin's tumorsは確定診断が可能であることが示された。Warthin's tumors以外にも唾液腺腫瘍は、まだ多数あり、今後、唾液腺腫瘍の症例を増やして、その他の良性腫瘍・悪性腫瘍の鑑別を試みる予定である。Malignant pheochromocytoma(Eur J Radiol.2002 Oct;44(1):5-9.)などのまれな病変においても、症例報告を行った。平成14年度は、顎口腔領域の腫瘍性疾患、嚢胞性疾患を対象にMRIを施行してきたが、種類的にまだ不十分であり、また、数の少ないものにおいては引き続き、データの収集を行うことにより、信頼性を上げて報告をしていく予定である。
ベトナム前近代法における民族意識の研究ー「国朝刑律」を中心に

本研究により得られた成果は、次の通りである。1.ベトナムと中国の史料により、ベトナム法の生成・発展過程において民族意識が表出されていることを具体的に考察し、ベトナム民族史の新しい側面を浮きこ彫りにすることができた。、2.ベトナム前近代の諸文献にみえる法制用語を吟味・検討し、すでに作成済みの「国朝刑律(黎朝刑律)」語彙葉とともに、ベトナムと中国の比較的考察を進め、ベトナム独自の意味と用法を究明した。3.「国朝刑律」の構成上の特徴を考察した結果、そのなかに北国の中国を強く意識した民族的性格が色濃く反映していることを明らかにした。4.「国朝刑律」の条文とその内容を分析し、中国法文化圏のなかでベトナム法が、もっとも民族的意識の濃厚な法であったことを確認した。外国や国境にかかわる規定が数多く収められており、ことのほか、外国を強く意識していた。6.「国朝刑律」の索引原稿も、本研究とともに進め、ほぼ完成の域に到達した。以上、従来の研究ではほとんど取り上げられなかったベトナム法における民族意識の問題に一定の成果をあげることができ、その概要は別冊の報告書にまとめた。ベトナム前近代法における民族意識の研究を終えるに当たり、この1年間に得られた成果を報告すると、次の通りである。1.ベトナムと中国の史料により、ベトナム法の歴史的発展過程において、民族意識が強く表われていることを具体的に考察し、ベトナム民族史の新しい側面を浮き彫りにすることができた。2.ベトナム前近代の諸史料にみられる法制用語を検出し、それぞれの意味内容を検討した。すでに作成済みの『国朝刑律(黎朝刑律)』の語彙集を基礎に、東南アジアと中国の諸法との比較的考察をすすめ、その独自の意味や用法を検討した。3.『国朝刑律』の構成上の特徴を吟味した結果、そのなかに北国の中国を強く意識した民族的性格が色濃く反映していることを検証した。4.『国朝刑律』の条文と内容を詳細に分析し、中国法文化圏のなかでベトナム法がもっとも民族意識の濃厚な法であったことを確認した。この法典には、外国・国境にかかわる条文が数多く収められており、ことのほか外国を強く意識していたことが注目される。5.『国朝刑律』は、中国法典の条文を機械的に継受しなかったが、そこにも、ベトナム的特色や民族意識を充分に見出すことができる。以上、従来の研究では、ほとんど取り上げられなかったベトナム法における民族意識の問題に一定の成果をあげることができ、あわせて『国朝刑律』の索引原稿も、ほぼ完成の域に到達した。本課題の研究成果の概要は、別冊の報告書としてまとめたが、近い将来、単行書の形で公表したいと思っている。
家族システムにおける安定性と社会的勢力及び社会規範の生起メカニズムに関する研究

本研究では、「家族安定性予測モデルの提案と検証」および「家族内における子どもが親から受ける社会的勢力のメカニズムの検証」が大きな目的であった。本年度における中心的な研究は、家族の構造とそれに伴う家族の安定性や子どもの個人志向性・社会志向性が中学・高校時代と大学時代によってどのような違いがあるのかという発達的な差異について検討することであった。大学生を対象とした質問紙調査を実施した結果、(1)家族間(父・母・子)の結びつきや勢力関係、家族それぞれの開放性に関して、中高生時代よりも大学時代の方が結びつきが強く、勢力関係は同等になり、各々の開放性も高まること、(2)家族の安定性や子どもの個人志向性・社会志向性に関して、中高時代よりも大学時代の方が家族の安定性は高く、一方で子どもの個人志向性や社会志向性は低いこと、(3)家族安定性予測モデルは中高生時代の家族関係よりも大学生時代の家族関係により強い関連があること、(4)子どもの個人志向性・社会志向性は大学生時代の家族関係よりも、中高生時代の家族関係により強い関連があること、などが示唆された。また複数の家族構造を比較検討した結果、家族間において結びつきが高く、お互いに同程度の影響力を持ち合い、家族各々が家族以外の人とも強い関わりを持っているような開放的な家族構造が、他の構造よりも家族の安定性が高く、子どもの個人志向性や社会志向性も高いという、最も機能的な構造であるということが示唆された。これらは臨床心理学領域の家族支援において、どのような家族が機能的かという1つ指標として、有用であると言えるのではないだろうか。本年度における研究成果としては、(1)家族システムの安定性予測モデルを量的に検討し、モデルが想定通りに適合する可能性を示唆したできた点と、(2)子どもが親から受ける影響力がどのように左右されるのかという仕組みについて、社会的勢力という概念を用いて明らかにしたことである。まず(1)に関して、家族の構造と「自分の家族に対して認識している問題意識の程度」という問題レベルの関連から、「たとえ同一の家族構造であったとしても、現在の家族を問題だと感じていればその家族システムを変化させようとする動きが大きくなり、逆に現在の家族を問題だと感じていなければそれだけ現状の家族システムは安定しやすくなる」という家族システムの安定性予測モデルの適合性について検討したところ、その結果、家族安定性の一部の因子において、同一の家族構造においても問題レベルの高さによって有意差が示された。これはモデルが適合し得ることを示唆するものである。次に(2)に関して、分析の結果、親が子どもに対して受容的かつ自律的に関わることで子どもが親に対して尊敬の念や親の持つ経験を尊重することに基づいた「参照-専門勢力」の生起に繋がり、統制的に関わることで親が子どもに対して与える報酬や罰といった利害的な関係に基づいた「賞-罰勢力」の生起に繋がることが示唆された。これは、親が子どもに対してどのように関わることでより適応的な影響力を持てるのかについて実証的な示唆を与えたと言えるだろう。
繰返し変形したNi、Fe中の転位および原子空孔の陽電子消滅寿命測定法による研究

照射や変形を受ける材料中には点欠陥、転位など複雑な欠陥が多数発生するため顕著な材料の特性変化が生じる。この現象はミクロからマクロ、すなわち原子レベルから巨視的レベルに亘るいわゆるマルチスケールの現象である点が特徴であり、全貌を理解することは非常に困難であるためこれまでの長い研究の歴史にもかかわらず未解決の問題が多い。原子レベルの種々の欠陥の基本特性を逐次明らかにしていくことは非常に重要な課題であり、材料特性の全体像を確立するには不可欠の急務である。本研究では主として金属(fccのNi、bccのFe)を中心に、陽電子消滅寿命測定法、電気抵抗測定法、引張試験などの各種物理手段、計算機シミュレーション法などを駆使して点欠陥、転位、それらの複合体など種々の形態の欠陥の基本特性に関する情報を得ること、それらを通して材料のマクロ特性の理解に寄与することを目的にしている。陽電子消滅測定法は結晶中の原子レベルの欠陥とくに空孔タイプの欠陥の検出に非常に有効な物理手段である。この手段を用いてこれまでに照射導入欠陥、塑性変形導入欠陥、析出物などの研究が非常に進展した。本研究では照射欠陥のみならず塑性変形によって導入された転位、原子空孔、その集合体さらに転位と集合体の複合体などに関する情報を実験、寿命計算の両方から得ておりこれまで知られていなかった貴重な結果が得られた。これまでに転位線に捕獲された陽電子は原子空孔に捕獲された陽電子とほぼ同様の寿命を有すると考えられていたが、寿命計算の結果は非常に短い寿命をもつことが明らかになった。Feの場合、マトリックス中の陽電子寿命は110psec、原子空孔に捕獲された陽電子は176psecであるが、直線状刃状転位線に捕獲された陽電子の寿命は119psecである。Niの場合にもほぼ同様な結果が得られている。この理由は刃状転位の芯にはそれほど大きな隙間は存在しないことが計算機シミュレーションから判明しており、陽電子は捕獲はされるが非常に浅いポテンシャルに捕獲されていることから説明される。したがって変形したFeが示す中間寿命(マトリックスと原子空孔の間の寿命)は刃状転位線上に捕獲された原子空孔に対応するものと考えるのが妥当である。面心立方結晶のNiの場合には原子空孔の安定な集合体は積層欠陥四面体であるので、転位線上に形成された積層欠陥四面体に対しても陽電子寿命計算が行われた。積層欠陥四面体をモデル結晶中に作成し、陽電子の捕獲の様子を調べたところ従来の解釈とは異なる結果が得られた。すなわちこれまでは四面体の6本の稜を構成する転位線(stair-rod dislocation:Burgers Vector=b/3)に捕獲されるものと考えられていたが、計算の結果は4つの頂点に主として捕獲されることが明らかになった。拡張した刃状転位の1本の半転位上に形成された積層欠陥四面体に捕獲された陽電子はやはり中間寿命を与える。このように新しい知見が得られた本研究はこの分野の研究に大きく貢献すると同時に今後の発展へ新しい道を開くものである。

面心立方結晶のNiの場合には原子空孔の安定な集合体は積層欠陥四面体であるので、転位線上に形成された積層欠陥四面体に対しても陽電子寿命計算が行われた。積層欠陥四面体をモデル結晶中に作成し、陽電子の捕獲の様子を調べたところ従来の解釈とは異なる結果が得られた。すなわちこれまでは四面体の6本の稜を構成する転位線(stair-rod dislocation:Burgers Vector=b/3)に捕獲されるものと考えられていたが、計算の結果は4つの頂点に主として捕獲されることが明らかになった。拡張した刃状転位の1本の半転位上に形成された積層欠陥四面体に捕獲された陽電子はやはり中間寿命を与える。このように新しい知見が得られた本研究はこの分野の研究に大きく貢献すると同時に今後の発展へ新しい道を開くものである。陽電子消滅寿命測定法は結晶中の原子レベルの欠陥とくに空孔タイプの欠陥の検出に非常に有用な物理手段である。この手段を用いてこれまでに照射導入欠陥の研究が進んできたが、本研究では塑性変形によって導入された欠陥について研究が進められている。照射によって導入された原子空孔およびその集合体に関してはこれまでに貴重な知見が得られているので、それに基づいて変形導入の欠陥に関する研究が実験、計算両面から進行している。変形によって転位が導入されるので、古くから変形試料に対する陽電子寿命は転位線、特に刃状転位線上に捕獲された陽電子の寿命であると考えられてきた。しかもその値は原子空孔における寿命とほぼ等しいかあるいは少し短いとされてきた。しかし本グループによるFe中の刃状転位線上に捕獲された陽電子の寿命計算では原子空孔における値(176psec)よりはるかに短い値(119psec)が得られた。さらに実験で得られている値(160psec)は刃状転位線に結合している原子空孔における陽電子の寿命であることを示した。ここで原子空孔は変形によって導入されたものである。すなわち運動するらせん転位線同士の切り合いにおいてジョグドラッギングにより形成された空孔が転位線に捕獲されたものである。この考えは次第に世界の陽電子消滅研究者の間に浸透しつつある。Niにおいても転位線(拡張した刃状転位線)における陽電子の寿命は非常に短い(117psec)。高純度Niを作製して変形により転位を導入した試料に対する陽電子の寿命は200psecを超える値を示しており、このことは変形によって転位線のみ導入されたのではなく、原子空孔およびその集合体が導入されていることを示している。転位線が主な捕獲サイトであるならば等時焼鈍によって寿命は変化しないはずであるが実際には寿命は減少の一途をたどる結果が得られた。減少の原因は空孔集合体の形態の変化によるものと考えられる。短い寿命を示す空孔集合体を、多体原子間ポテンシャルを用いた計算機シミュレーションによる欠陥構造の決定と寿命計算により調べたところ、積層欠陥四面体がもっとも可能性が高いことが判明した。Niにおいて積層欠陥四面体が形成されることは他の実験からも知られている。このように本研究において原子レベルの欠陥に関する貴重な情報が数多く得られてきておりさらに2、3年度に向けて進展が期待される。
分散情報システムのモニタリングとその応用に関する研究

本研究の目的は,分散情報システムにおけるシステムデバッグ,障害監視,性能評価等に対応するために,ネットワーク上でのシステム動作を監視することによって,個々の動作を復元し,システム全体のマクロな動作を再現する分散情報システムモニタリング方式の確立である.そのため,分散情報システムの動作をネットワークレベルで監視するネットワークモニタリング技法,モニタリングによって得られたデータの可視化方式,データを解析することによりシステム動作を復元する動作復元方式を探求した.本研究成果を,分散情報システムモニタリングに関連して,(1)分散システムの監視,(2)分散システムの性能解析・評価,(3)応用システムの3つの項目に分類した.(1)については,インターネット上のシステム動作データを記録し,3次元グラフィックスとして表示する簡易ネットワーク監視システムを開発した.そのシステムを用いて,キャンパス内ネットワークの測定と解析を行った.特にボトルネックとなっている通信レートの検出,異常に遅いノードアクセスの検出が可能になり,ネットワークシステムの構成の改善に有効であることを実証した.(2)については,WWWアクセスログデータの参照パターン解析手法の提案,解析した参照パターンに適したWWWプロキシサーバのキャッシュ置き換えアルゴリズを提案し,キャッシングの改善に有効であることを実証した.また,システムのロードバランスを適合制御する方式を提案し,その有効性をシミュレーションによって示した.(3)については,分散情報システムにおけるアプリケーションの品質に着目した分散システム管理フレームワーク,インターネット上に分散した情報の個人利用に着目した仮想図書館,WWWキャッシュのログ情報を利用したWWW情報更新管理サーバ,Ad Hoc型ワークフローを対象としたWWWを利用したシステムを開発した.本研究の目的は,分散情報システムにおけるシステムデバッグ,障害監視,性能評価等に対応するために,ネットワーク上でのシステム動作を監視することによって,個々の動作を復元し,システム全体のマクロな動作を再現する分散情報システムモニタリング方式の確立である.そのため,分散情報システムの動作をネットワークレベルで監視するネットワークモニタリング技法,モニタリングによって得られたデータの可視化方式,データを解析することによりシステム動作を復元する動作復元方式を探求した.本研究成果を,分散情報システムモニタリングに関連して,(1)分散システムの監視,(2)分散システムの性能解析・評価,(3)応用システムの3つの項目に分類した.(1)については,インターネット上のシステム動作データを記録し,3次元グラフィックスとして表示する簡易ネットワーク監視システムを開発した.そのシステムを用いて,キャンパス内ネットワークの測定と解析を行った.特にボトルネックとなっている通信レートの検出,異常に遅いノードアクセスの検出が可能になり,ネットワークシステムの構成の改善に有効であることを実証した.(2)については,WWWアクセスログデータの参照パターン解析手法の提案,解析した参照パターンに適したWWWプロキシサーバのキャッシュ置き換えアルゴリズを提案し,キャッシングの改善に有効であることを実証した.また,システムのロードバランスを適合制御する方式を提案し,その有効性をシミュレーションによって示した.(3)については,分散情報システムにおけるアプリケーションの品質に着目した分散システム管理フレームワーク,インターネット上に分散した情報の個人利用に着目した仮想図書館,WWWキャッシュのログ情報を利用したWWW情報更新管理サーバ,Ad Hoc型ワークフローを対象としたWWWを利用したシステムを開発した.ネットワークシステムの動作を監視し、特性データを測定するための方式について検討した。商用ネットワーク管理システムでは、ネットワークの動作状態の管理にSNMP(Simple Network Management Protocol)あるいはOSIのネットワーク管理プロトコルに基づいた管理システムが用いられる。こらは、ネットワーク管理の対象となる機器に管理機能の代行をするエージェント機能を用意し、全体を管理するノードとの通信により、ネットワーク全体を管理するものである。管理対象となる機器のすべてがSNTPのエージェント機能を備えている場合にはこの方式が有効であるが、必ずしもSNTPに対応している機器のみでネットワークが構成されることは少なく、標準的なネットワーク管理プロトコルによらないネットワークシステムの監視法が望まれる。本研究では、ネットワークの経路情報を追跡するtrace routeコマンドとネットワーク機器の応答を調べるpingコマンドを定期的に発行し、それによって得られる情報からネットワークセグメントの動作状態を推測する方式を考案し、プロトタイプシステムの試作により、本方式の有効性を実験的に評価した。実験により、本方式の有効性を確認した。さらに、得られたデータをわかりやすい形式で表示する可視化システムの基本設計を行った。ネットワークシステムの動作を監視し、ネットワーク構成、性能、障害管理を容易にする可視化方式を検討した。方式検討に基づいて、システムを試作し、運用することにより有効性を評価した。前年度のネットワーク動作可視化システムの検討をもとに、2種類の監視システムを実装した。一つはネットワークの構成管理、もう一つは、ネットワークの性能管理システムである。ネットワーク構成管理では、trace routコマンドを用いて、起点となるノードから注目するノードへのネットワーク上の経路を求める。注目するノードは、管理対象となるノード群である。このようにして得られた経路情報をコンピュータ画面上に3次元表示する。画面には、起点となるノードを頂点とし、目的のノードまでの各経過ノード間経過時間に比例する長さのアークで表示される。ネットワーク経路に障害があれば、異常に長いアークを持つ経路として表示され、視覚的に障害を検出できる。ネットワーク性能管理システムでは、tcpdumpコマンドにより得られるネットワーク上のトラフィックを記録し、記録されたデータを処理することにより、設定された時間ごとに定期的にトラフィック情報を画面に表示する機能を持つ。指定されたノードから/へのネットワークトラフィックを、任意に規定する範囲(たとえば、LANセグメント内、特定ドメイン内、外部セグメントなど)ごとに、かつプロトコル種類別に色分けして表示する。この画面により、トラフィックの状態、プロトコルの使用状況が監視できる。

これらの試作システムを研究室内のネットワークに実装し、運用実験を行った結果、視覚的に監視するシステムの有効性が認識された。今後の課題は、システムの状態を自動的に判断し、異常を自動検出する方法の検討、監視データの解析法の検討とその応用である。インターネット上のシステム動作データを記録し、3次元グラフィックスとして表示する簡易ネットワーク監視システムを開発した。このシステムは、VRMLのプラグインを持つNetscape Communicatorを用いて、測定対象となるノードを指定し、ネットワーク監視用コマンドを定期的に発生することにより、対象となるノードまでのアクセス時間、通信レートなどを測定する。測定結果は、3次元グラフィックスとして表示され、アクセスが異常に遅いルートや、ボトルネックとなっている通信ルートなどが視覚的に容易に認識できる。このシステムを用いて、キャンパス内ネットワークの測定と解析を行い、ボトルネックとなっている通信ルートの検出、異常に遅いノードアクセスの検出を行い、ネットワークシステムの構成の改善に有効であることを実証した。利用者はWWWブラウザを操作するだけで、ネットワーク管理に関する知識を必要としない。また、ネットワーク管理のプロトコルであるSNMPに対応していない機器に対しても適用することができるため、使いやすく、しかも汎用性がある。専門的なネットワーク管理者に問題の解決を依頼する前に、判断材料となるデータを提供する上で非常に効果がある。今後の課題としては、監視機能の拡張、大規模ネットワークに対する画面表示、異常動作の自動検出、同時測定に対する機能拡張、ネットワークシミュレーションとの連携などであるが、現システムでも、異常と正常を切り分ける第1段階のネットワーク管理ツールとしての有効性が確認された。
レーザアブレーションが引き起こす生体系組織コラーゲン膜の光-熱変換機

本研究では生体高分子のエキシマーレーザーアブレーション機構を解明する目的で、代表的な生体高分子であるコラーゲンに着目し、実際に臨床の場で使用されるArFレーザーを用いてアブレーションを行った。特に、生体組織における水の存在とコラーゲンの高次構造に焦点を当て、これらがアブレーション機構に与える影響を考察した。AFMによる表面観察、ATR-FTIRによる表面分析およびナノ秒時間分解測定の結果から、系内に存在する水がアブレーション機構に与える影響について次のような知見を得た。系内に存在する水はアブレーション時に発生する熱を気化熱として吸収し、分解生成物と共に飛散することによって照射面の熱損傷を軽減する。また、アブレーション時の水の気化による急激な体積膨張に起因する機械的な分解過程により乾燥時よりも低フルエンスにおけるアブレーションが可能である。種々の分子配列状態(高次構造)を有するコラーゲンフィルムを対象とした実験から、コラーゲンの高次構造はアブレーションによるエッチング過程には影響を与えないが、アブレーション後の表面形状を変化させることが分かった。乾燥状態でアブレーションを行うと照射面に微細構造体が形成した。この微細構造体はコラーゲンの分子配列状態を反映していることが示された。水-高次構造複合系を対象としたアブレーション結果から、角膜のアブレーション機構を考察し、コラーゲン主体の生体組織について最適なアブレーション条件を提示することができた。さらに、新規表面改質法として応用し、コラーゲン表面の生体適合性の操作を試みた。その結果、ヒト由来線維芽細胞の接着性および増殖性は微細構造体の大きさと相関があり、微細構造体の増加とともに接着性および増殖性が減少することが分かった。この方法はアブレーションによって任意にかつ選択的に生体適合性を操作することを可能とする方法として有用であると考えられる。1)時間分解測定:乾燥フィルムの時間分解写真にはレーザー照射後50ns500nsまでの早い時間領域においてにショックウェーブが観察されたが、分解生成物の飛散の様子はレーザー照射後150μsの間には観察されなかった。一方、膨潤コラーゲンフィルムの時間分解写真には、乾燥フィルムの場合と同様にレーザー照射後50ns1μsの間においてショックウェーブが観察され、さらにレーザー照射後100ns50μsにかけて分解生成物が飛散していく様子が観察された。また、両フィルムについて100mJ/cm^2で1pulseのアブレーション後、照射面のIRスペクトルを測定し、アミドIバンドに相当する1663cm^<-1>と1636cm^<-1>のピークの強度比から照射面の熱変性の程度を評価した。その結果、アブレーション後の表面に存在するコラーゲンは乾燥フィルムではほぼ完全に熱変性してゼラチン化してしまっていることがわかった。一方、膨潤フィルムでは乾燥時に比べてアブレーション後の表面の熱変性が抑えられていることがわかった。このことから系内に存在する水はアブレーション時に気化することによってレーザー照射面の温度上昇を緩和していることが示唆された。2)AFMによる表面観察と被照射分子表面の生化学的挙動の研究:また、微細構造体の形状はフィルム中の分子配列状態のみに依存して形成することが分かり、ランダムに配列している場合は突起状、一方向に配列している場合は配列方向に垂直な壁状の微細構造体が形成することが分かった。微細構造体の増大速度は三重ヘリックス構造の含有量によっても変化した。微細構造体は低パルス領域において多く形成した微少な突起状構造体がパルス数の増加と共に集合することによって増大することが分かった。この増大過程は壁状微細構造体においても同様であった。微細構造体の増大過程は熱変性に伴う分子の収縮・集合に起因すると考えられる。

微細構造体が形成した表面に線維芽細胞を培養した結果、アブレーション前の表面に比べて細胞接着能、細胞増殖能ともに抑制された。以上2つの結果は、光化学討論会(1999年9月)およびレーザー学会学術講演会第20回年次大会(2000年1月)で発表した。本研究では生体高分子のエキシマーレーザーアブレーション機構を解明する目的で、代表的な生体高分子であるコラーゲンに着目し、実際に臨床の場で使用されるArFレーザーを用いてアブレーションを行った。特に、生体組織における水の存在とコラーゲンの高次構造に焦点を当て、これらがアブレーション機構に与える影響を考察した。AFMによる表面観察、ATR-FTIRによる表面分析およびナノ秒時間分解測定の結果から、系内に存在する水がアブレーション機構に与える影響について次のような知見を得た。系内に存在する水はアブレーション時に発生する熱を気化熱として吸収し、分解生成物と共に飛散することによって照射面の熱損傷を軽減する。また、アブレーション時の水の気化による急激な体積膨張に起因する機械的な分解過程により乾燥時よりも低フルエンスにおけるアブレーションが可能である。種々の分子配列状態(高次構造)を有するコラーゲンフィルムを対象とした実験から、コラーゲンの高次構造はアブレーションによるエッチング過程には影響を与えないが、アブレーション後の表面形状を変化させることが分かった。乾燥状態でアブレーションを行うと照射面に微細構造体が形成した。この微細構造体はコラーゲンの分子配列状態を反映していることが示された。水-高次構造複合系を対象としたアブレーション結果から、角膜のアブレーション機構を考察し、コラーゲン主体の生体組織について最適なアブレーション条件を提示することができた。さらに、新規表面改質法として応用し、コラーゲン表面の生体適合性の操作を試みた。その結果、ヒト由来線維芽細胞の接着性および増殖性は微細構造体の大きさと相関があり、微細構造体の増加とともに接着性および増殖性が減少することが分かった。この方法はアブレーションによって任意にかつ選択的に生体適合性を操作することを可能とする方法として有用であると考えられる。
開発途上国向け石炭の同時脱硫脱灰プロセスの開発

粒径200mesh以下の大同、天府、イリノイ炭を用いてカラム浮選実験を行った。実験は塔径30mm、塔高325mmの小型カラムを用い、バッチ式で行った。気泡径は均一で3mmである。空塔速度は1.40cmS^<-1>とした。炭素質回収率は天府炭94.9%、大同炭60.1%、イリノイ炭10%で、天府炭は気泡と良好に付着しやすく、イリノイ炭は気泡にあまり付着しない石炭であることが分かった。炭種の違いにより浮遊性が異なるのは、炭素質表面の疎水性の度合いが炭種により異なるためと思われる。これは、親水性に寄与する水酸基、カルボキシル基、カルボニル基などの含酸素官能基、鉱物が石炭に存在するためと思われる。そこで、各炭種につきFTir測定を行った。各炭種の3000-3650cm^<-1>の水酸基および1700cm^<-1>付近のカルボニル基の吸光度を比較すると、イリノイ炭の吸光度は大きく、イリノイ炭表面の疎水性の度合いは小さいと思われる。次に、各炭種の外表面に存在する水酸基量をRbとのイオン交換により求めた。1.0×10^<-3>Mの(RbCl+RbOH)水溶液を毎時300mlで石炭層に供給し、Rbイオンの出口濃度をICP発光分析装置を用いて測定した。各石炭粒子外表面に存在する水酸基量はそれぞれ大同、天府、イリノイ炭の順に4.28、1.04、10.3×10^<-6>molg^<-1>となった。水酸基一個の面積が6.6Å^2であり、単位重量当たりの外表面積が既知であるため、粒子1gの外表面に占める水酸基の割合が求められる。大同、天府、イリノイ炭の水酸基の占める面積の割合はそれぞれ17.4、3.60、30.1%となり、炭素質回収率の序列に一致した。一般的に、カルボニル基は水酸基と同じ程度石炭中に含有されていることが多いため、鉱物分とともに今後検討していく必要があると思われる。
高温超伝導線材における高ひずみ特性の観点から最適な人工ピンニングセンターの探索

SmBa2Cu3Oy(SmBCO)薄膜超伝導体に人工ピンニングセンター(Artificial Pinning Center, APC)を導入することによる臨界電流のひずみ依存性への影響について引き続き調べた。APCとしてBaHfO3(BHO)を添加したSmBCO線材と無添加のSmBCO線材について比較を行なった。本研究では、高磁場磁石応用を指向しているため、低温(液体ヘリウム温度)、高磁場(10 T以上)での臨界電流ーひずみ特性を評価することが必要である。これを実現するため、本年度は、KEKの15 Tソレノイド磁石のボア内で線材の長手方向に引張ひずみを負荷しながら臨界電流を測定するシステムを立ち上げた。室温部には1 kA容量のガスヘリウム冷却式の常伝導電流リードを用いる一方、低温部には高温酸化物超伝導テープ線材を積層した導体を電流リードに利用することで、ひずみ負荷のための可動機構を実現しつつ、大電流を通電できる構造とした。動作確認実験により、現段階では最大電流500 Aまで通電可能であることを確認した。ひずみ負荷については、0.45%以上でつかみ部分のすべりが発生しており、線材保持方法の改善が必要である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。人工ピンニングセンター導入したSmBCO線材は、低温、高磁場で高臨界電流密度が実現されている。我々は、高磁場磁石応用を想定して耐ひずみ特性の観点からも望ましい人工ピンを探索することを目的とした電磁機械特性評価を行っている。本年度は、高臨界電流密度化の観点からは最適なBaHfO3をナノロッドとして2vol%添加した低温成膜法で成膜したSmBCO薄膜について、自己磁場下で臨界電流ーひずみ測定を実施した。ヘリウムガスフロークライオスタットにより2083 Kの範囲で温度調整し、ベリリウム銅に接着した線材に4点曲げ法により引張または圧縮のひずみを負荷した。人工ピン導入の有無による差異を比較するため、無添加とBaHfO3添加のSmBCO薄膜について比較したところ、臨界電流のひずみ効果を特徴付けるピークひずみ(臨界電流が最大となる負荷ひずみ)の温度依存性に違いが見られた。無添加では、過去に報告されているように、低温ほどピークひずみが圧縮側に移動した。一方、BaHfO3添加薄膜ではピークひずみが温度によらずほぼ一定となった。人工ピン導入による超伝導体薄膜内部のひずみ状態変化を観察するため、SPring-8において放射光を利用した室温引張ひずみ測定を実施した。その結果、人工ピンの有無による内部ひずみの顕著な違いはみられなかった。このことから、人工ピンを添加したことによる結晶粒内のひずみ状態に与える影響は小さいことが明らかになった。以上の結果から、粒内に加えて粒界の輸送特性も考慮に入れる必要性があることが明らかになった。また、次年度以降に測定を実施する4 K、15 Tの磁場印加状態で薄膜超伝導線材の臨界電流ーひずみ測定を実施するための装置を設計、製作した。本年度は、人工ピンニングセンターを導入したSmBCO線材について、従来は77 Kのみであった臨界電流のひずみ依存性の測定を広い温度範囲で測定することに成功した。引張と圧縮の両方のひずみ状態での測定を実施するため4点曲げ法を採用し、ベリリウム銅基板に薄膜線材を固定することを試みた。当初はハンダ付けによる固定を想定していたが、加温により臨界電流が低下することが明らかになり、急遽接着剤固定に変更した。接着剤の塗布、キュア条件を最適化することで臨界電流に悪影響を与えることなく、±0.4%程度のひずみを負荷することに成功した。これにより、ピークひずみの温度依存性に与える人工ピンニングセンターの効果について始めてデータを取得することに成功した。SPring-8における放射光引張ひずみ測定についても、申請者らが開発した小型引張試験機を用いて種々の人工ピン入りSmBCO線材の内部ひずみ測定を行うことができた。磁場印加状態、液体ヘリウム中で臨界電流を測定する装置を新たに導入した。申請者が所有する15 T磁石はもちろん、将来的により高磁場での測定を可能にするために外部研究機関の18 T磁石にも挿入可能な設計とした。また、電流容量は同種の試験装置としては高い1 kAとした。これらの仕様に加え、将来的に磁場印加角度の変更も可能な自由度を持たせた装置設計を行い、それに基づく製作までを完了した。以上の成果から、研究は概ね順調に進行しているものと判断した。次世代加速器超伝導磁石応用を目指して、人工ピンニングセンターを導入した高温超伝導薄膜線材の機械的特性の評価を行っている。昨年度は、低温、高磁場で高い臨界電流密度を有するBaHfO3を導入したSmBa2Cu3O7-d薄膜について、まず、77 Kで臨界電流のひずみ効果の磁場依存性を測定した。同線材は、無負荷値で規格化した臨界電流が特定の負荷ひずみで最大値を取るピーク効果を有しており、かつピーク値には磁場依存性がある。本線材では、このピーク値が外部磁場3 Tという比較的高磁場まで磁場の増加とともに増加し続ける振る舞いを示した。これは、従来の人工ピンニングセンターを導入していない線材で外部磁場1 T以上ではピーク値が減少する振る舞いとは異なっており、人工ピンの導入によりピーク効果を制御できる可能性を示唆している。

今後は、人工ピンの条件とピーク効果の磁場依存性の相関に注目して、実験を継続する予定である。これに加えて、磁石の実使用環境に近いヘリウム温度、最大印可磁場15 Tで臨界電流の引張ひずみ依存性を測定するインサートを導入し、室温での動作確認により応力ーひずみ曲線の取得に成功した。また、SmBCO薄膜の内部ひずみを測定するためSPring-8のBL22XUで使用する低温放射光ひずみ測定システムについて、冷却時間を短縮するための冷凍機クライオスタットの改良を行った。冷凍機と試料間の伝熱パスを短縮するため、引張装置の直近に配置できるようにクライオスタットを新たに設計し、導入した。本年度は磁場中で人工ピンニングセンターを導入したSmBCO線材の臨界電流ーひずみ効果測定を開始した。その結果、人工ピンを含まない線材とは異なるピーク効果の磁場依存性を見出すことができた。一方で、低温、高磁場のインサートの立ち上げは若干遅れており、2018年度に液体ヘリウム温度での測定を開始する予定である。放射光ひずみ測定システムの改良のための新クライオスタットの設計、導入は予定通り実施し、実験を予定しているSPring-8のBL22XUに持ち込んで、仮設置作業も行った。本実験も、2018年度に実施を計画している。一方で、本年度計画していた4点曲げ測定に関しては、測定準備段階で試料の特性劣化が発生し、データを取るまでには至らなかった。従来から、引張、圧縮ひずみでの測定には一旦試料を室温に戻す必要があり、これが実験の効率が低い原因となっていた。この問題を解消するために、2018年度は冷却したままでひずみ負荷方向を変更できる新たな機構を導入し、広いひずみ範囲に渡って、人工ピンあり、なしのSmBCO線材の臨界電流のひずみ特性を系統的に評価する予定である。以上の状況を鑑み、研究の進捗状況は若干遅れていると判断した。SmBa2Cu3Oy(SmBCO)薄膜超伝導体に人工ピンニングセンター(Artificial Pinning Center, APC)を導入することによる臨界電流のひずみ依存性への影響について引き続き調べた。APCとしてBaHfO3(BHO)を添加したSmBCO線材と無添加のSmBCO線材について比較を行なった。本研究では、高磁場磁石応用を指向しているため、低温(液体ヘリウム温度)、高磁場(10 T以上)での臨界電流ーひずみ特性を評価することが必要である。これを実現するため、本年度は、KEKの15 Tソレノイド磁石のボア内で線材の長手方向に引張ひずみを負荷しながら臨界電流を測定するシステムを立ち上げた。室温部には1 kA容量のガスヘリウム冷却式の常伝導電流リードを用いる一方、低温部には高温酸化物超伝導テープ線材を積層した導体を電流リードに利用することで、ひずみ負荷のための可動機構を実現しつつ、大電流を通電できる構造とした。動作確認実験により、現段階では最大電流500 Aまで通電可能であることを確認した。ひずみ負荷については、0.45%以上でつかみ部分のすべりが発生しており、線材保持方法の改善が必要である。今後は、より系統的な測定を実施する目的で、磁場印加状態での臨界電流ひずみ特性の測定を開始する。また、ひずみ効果を支配する微視的要因を解明するために、単結晶薄膜、バイクリスタル薄膜での測定を合わせて実施する。
自然言語処理を利用したパテントポートフォリオのスコアリング

本研究ではパテントポートフォリオを統合的に評価するためのスコアについての検討を行った.具体的には引用ベースと地域ベースのスコアの開発を行った.引用ベーススコアについてはPagerankをベースとした指標を開発した.財務指標などとの相関による評価を行い妥当性を確認した.一方,地域性評価スコアは空間的自己相関をベースとしたスコアを開発した.産業クラスターの発展状況などとの比較により妥当性を確認した.平成25年度については,まず,引用情報に着目したスコアの開発を行った.リンク解析アルゴリズムHITSに基づくスコアリング手法を開発し,株価変動との関係を調査した.その結果,株価変動と高い相関を示す企業群が見つかった.特に規模が小さいほどスコアと株価変動との相関性が高かった.この結果より,規模が小さい技術系企業において本スコアを利用してパテントポートフォリオを評価することの妥当性が高いことが明らかになった.なお,本結果は電子情報通信学会に論文を投稿し,採録されている.一方,地域に着目したスコアリングの基礎となる特許集合の地域的偏在性を調査する手法を開発した.具体的には空間的自己相関を用いて定量化した.空間的自己相関を表す統計量としてはMoran's Iを利用した.研究成果は経営工学系の国際会議CIE43にて発表を行った.本年度は,引用ネットワークを利用した特許スコアと財務指標との相関分析,および,地域的な側面での特許スコアリングの前提となる空間的自己相関を利用した地域産業集積の評価方法について主に研究を行った.また,引用ネットワークを利用した特許スコアについて相対的な評価を行うための検討も行った.引用ネットワークを利用した特許スコアと財務指標との相関分析に関しては,引用情報をリンク解析アルゴリズムPage Rankにより評価したうえで,出願企業ごとに総和をとり,パテントポートフォリオのスコアとした.その上で,企業ごとの売上高,営業利益,経常利益,純利益と当該企業のスコアとの線形相関を導出した.その結果,製造業系の企業では決定係数0.5以上の強めの相関関係が見出された.また,地域産業集積の評価方法についてはモラン係数を利用して技術分野ごとの集積状況を定量的に評価した.以上の成果は,国際会議IEEE ITMCやICAICTAなどで発表を行った.本年度は統合的スコアの地域に着目した空間的自己相関ベースのスコアリング手法についての実用性の検討を行った.評価を行うため1990年代以降のバイオクラスター計画の進捗などと合せて分析を行った.その結果,バイオクラスターの発展状況を表現できるスコアであることが分かり,実用性を示すことができた.本結果は電子情報通信学会九州支部大会で発表を行った.また査読付き学術誌に投稿中である.本研究ではパテントポートフォリオを統合的に評価するためのスコアについての検討を行った.具体的には引用ベースと地域ベースのスコアの開発を行った.引用ベーススコアについてはPagerankをベースとした指標を開発した.財務指標などとの相関による評価を行い妥当性を確認した.一方,地域性評価スコアは空間的自己相関をベースとしたスコアを開発した.産業クラスターの発展状況などとの比較により妥当性を確認した.統合的なパテントポートフォリオスコアリングを行うための基礎部分の開発が順調に進んでいるため.知財情報処理,自然言語処理引用リンクを評価したスコアリングについては,出願年が古い特許を高く評価しすぎることがわかったため,出願年による減衰なども考慮した手法の開発を行う.一方,分野ごとの異なりを考慮して空間的自訴相関などをベースとする地域的性質のパテントポートフォリオスコアリングの手法の開発も引き続き進める.予定していた,引用ネットワークベースのスコアと地域性評価スコアの開発について一定の成果をあげている.これらの成果は,査読つき論文,査読つき国際会議に投稿し,また,国内学会でも発表を行っている.論文投稿のずれ込みや計算機に関わる費用が少なかった.一方,次年度については,投稿費用・国際会議での旅費が多くなる見込みであり,また,計算負荷が高い研究も控えているため,繰越することになった.特許の意味ベースの解析に関するスコア導出手法の開発を行い,すでに完成に近い,引用ネットワークベースのスコアや地域性評価スコアなどとの統合を行い,さらに,総合的に企業のパテントポートフォリオを評価できる手法の開発を目指す.さらには,このパテントポートフォリオ評価スコアと合わせて財務情報も加味した総合的な企業価値評価モデルの開発と評価を行っていく予定である.主に電子情報通信学会や経営工学会などへの投稿費用,年度末に開かれる経営系の国際会議参加,サーバーの購入などを予定している.このほか,研究に関わる資料の購入も予定している.当初予定と比較し,国際会議・国内学会出張が少ないことが影響し余剰が生じた.前年に行く予定だった国際会議への参加と評価データ・プログラム作成のための謝金,さらに計算を効率化するための計算サーバーの費用などを予定している.
超分子ポリマーをもちいたレドックスセンシング材料の開発

本研究課題は,トリフェニルメタン(TPM)を骨格とするアミド分子の自己集積能を利用した超分子ポリマー合成と,その分子へのレドックス活性部位の導入,レドックス応答をシグナルとするセンシング材料への応用を目的とした。平成19年度はTPMトリアミド(TPM-amide)の分子構造と集積構造の相関に関する考察を継続した。前年度の研究結果から,一定以上長いアルキル側鎖をもつ場合にTPM-amideの結晶系は三方晶系から六方晶系へと劇的に変化し,それに伴い結晶のモルフォロジーもプリズムからファイバーへと変化することが分かっていた。粉末X線回折パターンのリートベルト解析により,分子集積構造のTPM骨格を決定しようと試み,現在も解析を継続中である。一方でTPM骨格をもつレドックス応答系として4,4',4''-trihydroxytriphenylmethane (TPM-OH)をもちいたレドックス活性メタロポリマー系への展開を進めた。これは,前年度の研究により(1)レドックス部位の導入により材料に電位応答が見られたこと,(2)分子の集積構造を乱すことなく機能部位を導入する上でイオン的相互作用を利用するのが有効とわかったこと,を受けている。Mannich反応により,TMP-OHにアミノメチル基を導入して効果的な多座配位子を合成する手法を確立し,その錯形成能を確認した。金属イオンにより配位子が架橋する構造を形成できる可能性が示されたが,さらに安定度定数を増大させるための分子設計を行い,合成・精製を行った。金属-配位子間の電子的相互作用を調べる第一段階として,配位子本来のレドックス特性の知見を得るためレドックス不活性な亜鉛イオンをもちいて錯体を合成し,電気化学的挙動を調べた。本研究課題は,トリフェニルメタン(TPM)を骨格とするアミド分子の自己集積能を利用した超分子ポリマー合成と,その分子へのレドックス活性部位の導入,レドックス応答をシグナルとするセンシング材料への応用を目的とする。平成18年度はTPM骨格へのアルキルアミド基の導入と,アルキル鎖の構造が分子の集積状態に及ぼす影響を明らかにすることを目標とした。パラローザニリンのロイコ体に3当量の各種アルキルカルボン酸クロリド(C_nH_<2n+1>COCl, n=111)を反応させ,それぞれトリアミド誘導体(1a1k)を得た。光学顕微鏡およびSEM観察により1a1eの群(n=15)はプリズム状の結晶(以下プリズム晶群),1f1kの群(n=611)は直径100200nmの高軸比針状晶(以下マイクロファイバー群)であることがわかった。赤外分光測定により,プリズム晶群とマイクロファイバー群とでは分子間の水素結合モードが異なることが示唆され,融点も各群を境に変化した。X線回折測定により,プリズム晶群ではTPMユニットが3_1らせん状に並んだ三方晶系の結晶構造をとり,マイクロファイバー群では六方晶系の構造をとることがわかった。これらの結果からアルキル鎖の長さがTPM骨格間の相互作用を制御し,水素結合モードに変化をもたらすと考えられる。また,マイクロファイバー群の高軸比構造は晶系の軸異方性を強く反映したものと解釈できる。アルキル側鎖にレドックス活性部位(フェロセン),不斉誘起部位(R, S-マンデル酸,R, S-α-フェネチルアミン)を共有結合を介して導入したが,いずれの場合もアモルファス状の固体となり,秩序をもった組織化構造は認められなかった。フェロセン体のキャストフィルムの電気化学測定を行い,フェロセンのレドックスに相当する電流応答を観測した。不斉誘起部位を塩橋で導入した場合にTPMの組織構造が維持されることが示唆され,機能性部位の導入方法として塩橋が有望であることがわかった。

金属-配位子間の電子的相互作用を調べる第一段階として,配位子本来のレドックス特性の知見を得るためレドックス不活性な亜鉛イオンをもちいて錯体を合成し,電気化学的挙動を調べた。
ヒト線維芽細胞に及ぼすIL-6とIL-6sRの作用およびその作用機序の解析

インターロイキンー6(IL-6)は炎症や感染の際に、中心的な役割を持つサイトカインの一つで、多彩な生理活性を有している。我々は以前、主要な歯周組織構成細胞てある歯肉線維芽細胞および歯根膜線維芽細胞が、炎症性サイトカイン(IL-1β、TNF-α)の刺激により多量のIL-6を産生し、この産生は主としてT細胞が産生するサイトカインてあるIL-4、IFN-γやグルココルチコイドにより調節されていることを明らかにした。また、歯周病局所においてもその局在の増加が誌められていることから、歯周病における病態形成への関与が考えられている。現在、IL-6遺伝子の発現調節機構とレセプターを介したIL-6の細胞内シグナル伝達機構が、分子レベルで明らかにされつつあるが、間葉系細胞に及ぼすIL-6とIL-6可溶性レセプター(IL-6sR)の作用は明らかにされていない。そこで今回HGFとHPLFの機能に対するIL-6とIL-6sRの作用を知ることを目的として以下の研究を行った。培養細胞は健康な歯周組織を有する被験者から、承諾を得た上て採取した歯肉片からヒト歯肉線維芽細胞(HGF)を、また、矯正治療上抜去した歯の歯根膜片からヒト歯根膜線維芽細胞(HPLF)をそれぞれout growthさせ、継代培養後、3-5代目の細胞を実験に使用した。我々は以前、主要な歯周組織構成細胞である歯肉線維芽細胞(HGF)および歯根膜線維芽細胞(HPLF)が、炎症性サイトカイン(IL-1β、TNF-α)の刺激により多量のIL-6を産生し、この産生は主としてT細胞が産生するサイトカインであるIL-4、IFN-γやグルココルチコイドにより調節されていることを明らかにしている。また、歯周病局所においてもその局在の増加が認められていることから、歯周病における病態形成への関与が考えられている。そこで今回、HGFとHPLFの機能に対するIL-6とIL-6sRの作用を知ることを目的として以下の研究を行なった。培養細胞は健康な歯周組織を有する被験者から、承諾を得た上で採取した歯肉片からHGFを、また、矯正治療上抜去した歯の歯根膜片からHPLFをそれぞれout growthさせ、継代培養後、3-5代目の細胞を実験に使用した。各々の細胞を単独で培養し、confuluent後にrhIL-1βで刺激し全RNAを抽出し、ノーザンプロット法で恒常的なIL-6レセプター(IL-6R)およびgp130のmRNA発現を検討したところ、IL-6RmRNAの発現は認められなかったが、gp130mRNAの発現は認められた。また、HGFとHPLFを各種濃度のrhIL-6、rhIL-6sRの単独あるいは同時刺激の条件下で培養し、3H-チミジンの取込みでその細胞増殖能を測定したところ、rhIL-6、rhIL-6sR単独では、これらの細胞の細胞増殖能に変化は認められなかったが、rhIL-6、rhIL-6sRの同時刺激により、有意に細胞増殖能の亢進が認められた。
3次元ピコメートル計測法による軸糸ダイニン動態の解析

本研究では、2枚のアキシコンレンズを組み込んだ新しい暗視野証明光学系を開発し、光源として用いるレーザー光の光をほとんど損失なく観察試料に集光させることができる装置を製作した。この光学系を用いることで、レーザー光を効率よくコンデンサレンズへと導くことが可能となる。同時に、対物レンズの開口数よりも高い開口数で観察試料を照明できるために、暗視野照明条件も達成でき、従来の暗視野照明法よりも1, 000倍も高い像輝度で試料となるマイクロビーズを観察でき、マイクロビーズ試料の位置変位の計測において画期的な精度向上をもたらすことができた。背景光の混入を非常に少なくでき、その光が発生するショットノイズが無視できる程度に小さくでき、計測技術上S/N比向上させることが可能となったためである。0.35ミクロンのポリスチレン製マイクロビーズの場合、位置変位を0.1nm/10kHzの高い精度で変位計測できた。また、金コロイドのような金属粒子の場合、観察像の輝度をさらに数100倍も上がられるために、上で述べた位置計測精度をさらに2030倍向上できることもわかった。この光学系の特徴であるレーザー環状照明法は、光軸調整、およびアキシコンレンズの位置調整が難しく、また、暗視野照明できる領域も非常に狭いという欠点も別個に明らかになった。開口絞り位置で、リング状にレーザー光を高速走査して、その後、アキシコンレンズに導入する改良型の光学系を試みた結果、像輝度は低下させずに、上の短所が改善される傾向が見られた。照明系光学系の改良の方向性を明確にすることができた。本研究では、暗視野照明法という古典的な顕微鏡照明方法であるが、アキシコンレンズを組み込んだ新しい光学系を開発し、光源として用いるレーザー光の光をほとんど損失なく観察試料に集光させることができる装置を実用化した。この工夫により、レーザー光を効率よくコンデンサレンズへと導くことが可能となり、同時に、対物レンズの開口数よりも高い開口数で観察試料を照明できるために、暗視野照明条件も達成できる。その結果、従来の暗視野照明法よりも1000倍も高い像輝度で試料となるマイクロビーズを観察でき、マイクロビーズ試料の位置変位の計測において画期的な精度向上をもたらすことができた。従来手法では、光学系や計測システムの制限により、1kHz/0.1nm、あるいは、10kHz/1nmという実質的な精度の限界があった。本研究手法で開発した技術では、暗視野照明法であるために背景光の混入を非常に少なくでき、その光が発生するショットノイズが無視できる程度に小さくできる利点である。その結果、計測技術上S/N比(信号/雑音比)を大きく向上させることが可能となった。0.35ミクロンのポリスチレン製マイクロビーズの位置変位を0.1nm/10kHzの高い精度で変位計測できることがわかった。応用実験として、ウニ精子微小管の数100Hzの高速微小振動を高い時間分解能で計測し、振動周期にゆらぎがあること、振動ピークに峰分かれがあることなどが、明らかになった。さらに、金コロイドのような金属粒子では、マイクロビーズとは異なる散乱強度分布となり、観察像の輝度をさらに数100倍も上がられるために、上で述べた位置計測精度をさらに2030倍向上でき、数pmまで将来的には計測精度を上げることができると予想している。生物物理学の分野、特に分子の動態を探る研究に広く応用できるものと期待している。