hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
皮膚有棘細胞癌関連線維芽細胞の解析と治療への応用

それらの4因子について、蛋白レベルでの発現を検討し、thrombomodulinがcSCC関連線維芽細胞から優位に分泌され、cSCC周囲の間質に強く発現していることが明らかとなった。今後、新たな患者から同意を得て、癌関連線維芽細胞ならびに正常線維芽細胞の単離を進める。これまでに抽出された遺伝子の発現が、他の患者からの検体においても上昇しているかどうかを確認することで、目的遺伝子の絞り込みをさらに進めることができると考える。次に、絞り込んだ因子に特異的な抗体を用いて、ウェスタンブロット法や免疫組織化学による免疫染色により蛋白レベルでの発現の違いを確認する。蛋白レベルでも発現の違いが再現された因子について、レンチウイルスベクターを用いて真皮線維芽細胞に強制発現させ、表皮角化細胞やcSCC株との共培養により、その増殖能やコロニー形成能などへの影響を確認する。さらに、RNA干渉により、同定した因子の発現を抑制することのできる特異的なsiRNAを作成する。作成したsiRNAをエレクトロポレーション法で線維芽細胞に遺伝子導入することにより、目的の遺伝子の発現が抑制されるかどうかを確認し、癌細胞との共培養により増殖能や細胞周期への影響、その下流の遺伝子発現の変化などを解析する。最終的にはcSCCの免疫不全マウス移植モデルを用いて治療への応用を検討したい。皮膚科学当初、初年度はcDNAマイクロアレイ法により皮膚有棘細胞癌関連線維芽細胞と正常線維芽細胞の遺伝子発現プロファイリングを行い、同定した因子に関して、その発現の確認と機能解析を行う予定であった。しかし、マイクロアレイに必要な検体が十分に集まらず、結果として初年度は機能解析まで研究を進めることができなかったため未使用額が生じた。今後、同定した因子についてリアルタイムPCR法によるmRNAレベルでの発現の確認や、免疫組織化学やウェスタンブロット法によるタンパクレベルでの発現の確認を行う。さらにレンチウイルスベクターを用いた遺伝子導入による同定遺伝子の強発現、siRNAを用いた発現抑制により機能解析を進める予定である。そのため、siRNAの作成、全長cDNAクローンの単離や発現ベクターへの組み込み、その遺伝子導入などの実験に伴う試薬、キット等、また、リアルタイムPCRに用いる各種プライマー、細胞免疫染色に用いる各種抗体等が必要である。最終的にはcSCCの免疫不全マウス移植モデルを用いたin vivoでの解析を行うため、多数のマウス購入も必要となる。
ハワイを中核とした中部太平洋海域における日系水産業の歴史的研究

当該年度は、本研究の研究目的である、20世紀初頭から中旬、特に平洋戦争中から冷戦初期にかけて起きたハワイにおける日本人水産業の発展と、それに対するハワイ準州政府ならびにアメリカ連邦政府の政策の変遷を実証的に解明するため、関連する一次資料の収集およびそれらの分析に主眼を置いて研究を行った。具体的にはホノルルのハワイ州立公文書館、ワシントンDCのアメリカ公文書館を中心に資料収集を行った。その結果、次年度以降の研究の進展につながる新たな資料発掘に成功した。またこれらと併せて、和歌山県南紀地方の漁村や三重県鳥羽市の御木本真珠島真珠博物館においても、フィールドワークならびに一次資料収集を行った結果、戦前のハワイにおけるカツオ一本釣り漁、そして真珠養殖技術のハワイへの移植に関する新たな史実の発掘につながる成果を上げることが出来た。これらの研究成果は、後述する国際シンポジウムでの報告ならびに一般向け講演に反映された。まず国際シンポジウムでは、主に太平洋戦争中から冷戦初期における、ハワイ準州の水産業に関する準州政府とアメリカ連邦政府の折衝に関する分析について取り上げた。その中で、ハワイをあくまでも軍事戦略上の観点から捉える連邦政府に対し、ハワイ住民の食糧確保ならびに水産業の育成を最優先する準州側との確執が明らかになった。さらに、一般向け講演では、2018年が「元年者」が日本からハワイに渡航して150年目に当たっていたことから、ハワイで行われた「元年者シンポジウム」での様子や元年者が今日のハワイに残した「レガシー(遺産)」を中心に、日本とハワイの結びつきについて話をした。これらの報告では、研究者ならびに聴衆からの建設的な質問や批判的意見を引き出すことが出来た。これは次年度以降における研究に反映させる予定である。2018年度は本プロジェクト遂行のための資料収集ならびに研究の方向性の確立を主に行った。そのため、研究の成果としては、研究報告ならびに一般向けの講演のみであるが、それらを基に単著論文一本ならびに単著単行本の執筆を進めることができた。さらにワシントンDCならびにハワイにおける資料調査は順調で、本プロジェクトに使用する一次資料を入手することが出来ている。そのため、おおむね順調に進展していると判断する。これらの国際学会では、主に太平洋戦争中から冷戦初期にかけて、ハワイにおける日本人漁業をめぐって交わされたハワイ準州政府とアメリカ連邦政府・大統領府との見解の相違点や政策上の軋轢、さらにハワイ周辺海域ならびに南洋群島の水産資源の開発と核実験の開始に関する政策の分析に基づく研究成果を報告し、学界からの意見を仰ぐ予定である。それを踏まえて上で、これらの研究の成果を邦語ならびに英文論文や著書にまとめて出版する予定である。単独一般向け講演、立命館大学言語文化研究所連続講座ハワイ日本人移民150周年から考える、第一回生活と移民「元年者」とハワイーハワイにおける日本人移民の始まりとその後。
神経膠芽腫におけるp15,p27,TGF-bの生物学的特性の解明-その放射線および化学療法への応用-

神経膠芽腫の発生に関わる遺伝子異常に関して、約100例の腫瘍について癌抑制遺伝子であるp53,p16または癌遺伝子であるEGFRの状態を研究した。腫瘍標本よりDNAを抽出し、各遺伝子の変異をPCRをベースにした多形解析、SSCR解析、オートシークエンサーを用いた塩基配列の決定などによって検討した。その結果神経膠芽腫においてはp16の相同的欠失とEGFRの増幅が密接に関連していることを突きとめた。このことは従来p53遺伝子異常を有する神経膠芽腫が若年者に多く比較的予後がいいということに対する一部の説明になると考えられたこの成果はこの分野の専門誌「Brain Pathology」に掲載された(Brain Pathology7:871-875,1997)。さらに神経膠芽腫の発生に関わる新しい遺伝子(DMBT1)の発見にも関与した。この遺伝子は神経膠芽腫瘍では最も遺伝子異常の頻度が高いと考えられる染色体10番長腕に位置し、神経膠芽腫の癌抑制遺伝子である可能性を有している。この成果もこの分野の専門誌である「Nature Genetics」に掲載された(Nature Genetics 17:32-39,1997)。現時点ではこの新しい遺伝子と既知の癌遺伝子、癌抑制遺伝子の関係に関して検討中である。また、以上の結果を踏まえた上で、これらの遺伝子的異常を正常化させることにより、神経膠芽腫の異常増殖を抑制する遺伝子治療の開発を検討中である。神経膠茅腫の発生に関わる遺伝子群の異常に関して、約100例の神経膠芽腫について癌抑制遺伝子であるp15,p16,p19,p53,また癌遺伝子であるEGFRの状態を研究中である。腫瘍標本よりDNAを抽出し、各遺伝子の変異をPCRをベ一スにした多形解析、SSCP解析、オートシークエンサーを用いた塩基配列の決定などによって検討した。その結果の一部として神経膠芽腫においてはp16の相同的欠失とEGFRの増幅が密接に関連していることを突きとめた。すなわち神経膠芽腫においてEGFRの増幅のある群では有意にp16の相同的欠失が認められた。このことはp16の相同的欠失が遺伝子の不安定性を増加させ、結果的にはEGFRの増幅を引き超こす可能性があることを示唆する。これによりある腫の神経膠芽腫は増殖能が更に高まり、癌細胞の性質を有すると考えらる。またp53遺伝子の変異はp16,EGFRの異常と逆相関することも確認された。このことは従来p53遺伝子異常を有する神経膠芽腫が若年者に多く比較的予後がいいということに対する一部の説明になると考えられた。現在さらにp15,p19との関連性を検討中である。
民事執行制度実効化のための理論的諸前提

本研究は、従来日本社会において支配的であった事前的・裁量的規制に代えて、ルールに依拠した透明な規制の役割を増大させるべきであるとの主張の高まりを背景として、実効的な司法制度の構築が、わが国の21世紀に向けた重要な課題となっているという問題意識に基づき、比較法的な検討を踏まえ、実効的な民事執行制度を構築するための基本的視座を獲得すること、および、そこで獲得された視点から、現在の担保制度・民事執行制度の改革のための必要、あるいは有効と考える解釈論、立法論を展開することを試みることをその目的とするものであった。この目的の実現のために、日本法における、生活社会、取引社会の基盤を構成する民事執行制度の最大の課題であると考えられる執行制度の容量の拡大、利用者の取引費用の節減というという観点から、執行法制における個々の制度・規律の合理性を見直すという作業を試みた。最低売却価額制度、間接強制制度、あるいは執行妨害を制御するための諸制度について、執行手続内において、あるいは私人の権利実現のすべてを執行制度が果たしうるわけではないことを踏まえて、執行手続外においても、利害関係人の行動に適切なインセンティヴを与えるような制度構築が必要であるという観点から、これらの諸制度について、立法論、解釈論を深めた。これらの成果の一部は、平成15年になされ、また平成16年度に予定されている担保・民事執行法制の改正論議に反映させることができたが、さらに改正法の解釈論の展開、および今度試みられるであろう更なる執行制度の見直し作業に活かしていくことを考えている。本年度は、当初の予定通り、適宜研究分担者間での討議を行いながら、各自比較法研究のための資料収集、分析に着手した。また、日本法上の問題点について、近年における執行法関係の裁判例を素材とした整理作業などを行った。また、実務関係者との意見交換については、裁判所書記官として東京地裁民事第21部(いわゆる執行部)などの勤務を経て、書記官を退官後に執行官となられた熟達の執行実務家である古島正彦氏を招聘し、(1)不動産執行事件における現況調査事務、(2)不動産引渡執行事務といった問題を中心として、執行実務の現場の視点からの知見を得ることができた。具体的には、(1)につき、現況調査に関する東京地裁本庁の人的処理体制、平均的な処理期間、事前準備の内容、立入調査の手順、民事介入暴力への対応、登記による執行妨害の実情、(2)について、不動産引渡執行事務に関する東京地裁本庁の人的処理体制、引渡執行の実施に先立つ「催告期日」の設定といった実務的工夫、引渡断行に要する費用の内訳、債務者が生活保護を要するような場合の取扱い、債務者の放置した目的外動産の処理、執行官保管の保全処分における問題点などが紹介され、執行官による住民票、戸籍謄本、建築確認申請などの交付申請や生活保護申請の可否、占有者の非協力的態度に対する制裁、詐害的な登記につき、迅速に抹消を行うための手続の整備、占有者の変動に対する対策、債務者の放置した目的外動産の処理のあり方といった点が検討課題として明らかになった。本年度は、前年度に引続き、適宜研究分担者間での討議を行いながら、各自比較法研究のための資料収集、分析作業を行ったほか、日本法上の問題点について、平成14年3月に公表された担保・執行法制の見直しに関する要綱中間試案や、それをめぐる最近の議論動向を踏まえながら検討を進めた。実務関係者との意見交換については、大阪地方裁判所民事第14部(いわゆる執行部)部総括判事として、執行実務の最前線に携わっている実務家である林圭介氏を招聘し、(1)民間競売構想の問題点、(2)サービサーによる債権回収の現状、(3)最近の司法競売における特徴的傾向、(4)執行官制度関係、(5)評価人制度関係、(6)担保・執行法の改正問題といった問題を中心として、執行実務の現場の視点からの知見を得ることができた。

以上の結果として、裁判所における競売は、処理の迅速性、売却率、売却価格といった点では比較的高い成果を上げているが、量的処理能力において限界を免れないこと、本来適正価格維持のために活用されるべき執行法上の保全処分が、関係人のインセンティヴの低さなどの理由から、期待されるほど利用されていないこと、諸外国と異なる日本特有の事情として不動産執行に対する暴力団等の介入が依然としてみられ、これが裁判所外における債権回収の健全な発展を妨げているなどの問題点が明らかになった。こうした問題点を踏まえ、その解決の指針を一層具体化することが次年度の課題である。本年度は、先行する2年の間に行った比較法研究等の蓄積をもとに、適宜研究分担者間での討議を経て、当初の目的である21世紀の民事執行制度のあり方に関する基本的な視座の獲得をめざした。そこで得られた知見は、以下のようなものである。民事執行制度は、実体法および倒産処理制度とともに、経済・社会のいわば基盤を構成する制度であり、そうした社会(とりわけ経済秩序)状況の制約を受けつつ、その展開に少なからぬ影響を与えることを確認することにより、国家の経済政策、法体系の中における民事執行制度の意義と限界について考察を深めることができた。具体的な法制度に関しては、日本における民事執行制度の最大の課題である執行制度の容量の拡大という視点から、執行法制における個々の制度の合理性を見直すという作業を試みることになった。とりわけ、私人の権利実現のすべてを執行制度が果たしうるわけではないこと、あるいは行うべきでもないことを踏まえ、執行手続外での利害関係人の行動に適切なインセンティヴを与えるような制度構築が必要であるという観点から、最低売却価額制度をはじめとするいくつかの法制度につき、立法論、解釈論を深めることができた。これらの成果の一部は、平成15年になされ、また今年度になされる予定の民事執行法制の改正論議に反映させることができたが、さらに改正法の解釈論の展開、および今度試みられるであろう更なる執行制度の見直し作業に活かしていくことができると考えている。
映像・音響情報機能パッケージングの研究

研究計画に記載の各項目について,得られた成果を述べる。(1)弾道電子放出と音圧発生を応用するための定量的検討弾道電子を真空中に放出させて蛍光体スクリーンを励起する2.6インチフルカラー平面ディスプレイを試作し,動画像表示への有効性を示した。また,真空に放出させずに弾道電子を励起源として用いる面発光固体素子を試作し,基本動作を確認した。さらにナノ結晶シリコンの熱誘起超音波発生の音響出力特性をくわしく測定評価し周波数特性の平坦さをはじめ,歪み率,ダイナミックレンジ,動的応答性などについて,従来の超音波放出源にはない特長を明らかにした。(2)駆動法など基盤技術の検討発光素子および平面ディスプレイに対しては,動作モードとして単純マトリクス方式が有効であることを示し,弾道電子から期待される有利点が裏付けられた。また、音響出力を向上するためには素子寸法のスケーリング効果と同時にパルス駆動が有効であることも明らかにした。(3)ガラス基板上を用いた大面積素子の開発弾道電子励起形の平面ディスプレイが,多結晶シリコン膜を堆積したガラス基板上で形成できることを薄型真空素子で実証した。これは,全固体形素子への発展につながるものである。その基礎実験として,シリコンウエハに多結晶シリコン膜を堆積した基板について,弾道電子励起による蛍光体発光動作を確認した。また,大面積シリコン基板または多結晶シリコン膜を均一にナノ結晶化する陽極酸化装置を開発し,主要なプロセス要素を明らかにするとともに,大面積素子の有用性を弾道電子放出素子および超音波発生の両者について示した。
児童及び成人のための第二言語視聴覚トレーニング

本研究では、日本語話者児童及び大学生に対する英語視聴覚トレーニングの効果を検証した。10セッションの視聴覚トレーニングの後、英語音素/r/-/l/の識別能力がいかに向上するか、視聴覚、聴覚のみ、視覚のみの3条件にて計測をした。その結果、児童及び大学生共に、3条件全てにおいてその識別能力を向上させた。向上率において年齢による差はなかったものの、視聴覚の条件での識別能力の向上は、聴覚のみのものよりも有意に高いことがわかった。これらの結果から、視聴覚トレーニングを使用することで、日本語話者は英語音素/r/-/l/の識別能力を視覚的にも聴覚的にも向上させることががわかった。本研究は、日本語話者児童による英語音声の知覚能力が、成人のものに比べ、トレーニングにより向上しやすいという仮説を検証することを目的としている。そのため、日本語母語話者の児童及び大人(18歳以上)に対し、英語音声/r/-/l/を対象とした視聴覚トレーニングを10日間行い、その前後で/r/-/l/の識別能力がどのように向上するか、調査する。特に、視覚情報の読み取り能力、視覚と聴覚の統合能力に焦点を当て、分析を行う。平成26年度は、上記トレーニングで使用するためのプログラムの作成に取り組んだ。まず、ロンドン大学(UCL)を訪問し、27名の標準英語話者による英単語(各480語)を録音し、またその口の動きを録画した。同時に、それらの音声や動画を取り入れる視聴覚トレーニング及びテストを作成した。また、/r/-/l/の識別といった行動的評価だけでなく、脳波測定によりその知覚能力を測れるよう、Electroencephalography(EEG)のシステムを開発しているBrain Products社主催のワークショップ(ミュンヘン)へ参加し、その使用方法を学んだ。最後に、視聴覚トレーニングの比較対象となる聴覚トレーニングの効果を学会論文にまとめた(平成27年8月掲載予定)。平成27年度には、トレーニング及びテストプログラムを完成させ、日本語母語話者の児童と大人(18歳以上)を対象に実験を行う。視覚、聴覚、視聴覚の3つの観点からトレーニング効果の分析を行う。本研究では、第二言語音声習得を目的とした視聴覚トレーニングを日本語母語話者に対して行い、その効果を児童と成人の間で比較した。英語話者の成人は、音声を知覚する際、視覚で得た情報を聴覚の情報と統合するのに対し、日本語話者の成人は聴覚情報に頼り、視覚情報を聴覚情報と統合する傾向にない。こうした言語間での差は、6歳児の日本語話者と英語話者の間には表れず、母語の知覚を発達させるにつれて表れるものであった[1]。そこで本研究では、言語の発達段階にある日本語話者児童に対して、英語の音声を知覚するための視聴覚トレーニングを行い、視覚で得た情報を聴覚と統合して知覚できるようになるか、検証した。平成27年度は、実験参加者(日本語話者の児童及び成人)に対し、10日間の英語音声視聴覚トレーニングを行い、日本語話者が英語音声/r/-/l/を識別できるようになるか、視覚、聴覚、視聴覚の3つの観点より測定した。その結果、トレーニングによってその識別能力は、児童及び成人共に有意に向上した。視聴覚による識別能力の向上は、聴覚のみによる識別能力の向上よりも有意に大きかったが、視覚のみによるものと比べて有意差は得られなかった。これは、視聴覚および視覚のみによる識別能力の向上が非常に高く、天井効果が起きたためであると推察される。さらに、児童と成人の間で向上率の差は得られなかった。上記結果はすでに国際学会へ提出済みであり、現在査読を受けている。国際学会での発表だけでなく、国際ジャーナルへの投稿も今後行う予定である。参考文献本研究では、日本語話者児童及び大学生に対する英語視聴覚トレーニングの効果を検証した。交付申請書に記載した内容及び計画に沿って、研究を遂行している。必要物品の購入、ロンドン大学での実験を無事に終え、脳波測定に関するワークショップ(ミュンヘン)へ出席した。また、聴覚トレーニングの効果を学会論文にまとめた(平成27年8月掲載予定)。27年度が最終年度であるため、記入しない。第二言語習得、音声学当初の計画では、視聴覚トレーニングの調査に焦点を絞る予定だったが、聴覚トレーニングについて論文を執筆することで、トレーニング効果の比較ができる。そのため、今後は聴覚トレーニングに関するを論文を執筆しながら、視聴覚トレーニングの実験を遂行する。
ホモロジーを核とし た手法による組織画像解析技術の開発

本研究では、ホモロジーのアイディアを基礎とする画像解析法のを提案を行い、その具体的応用例の探索を行った。ホモロジーとは接触を定量化する数学的概念として考えられる。組織とはそもそも組織構成要素間の接触により構成されるため、一見して数学的な構造を持たないような複雑な組織画像の解析に効果的であった。期間内に、大腸がんなどの癌の組織画像・CT像による肺気腫の状態の評価・ミクログリアの活性化の状態評価などに応用できることが分かった。また、金属組織の評価にも有効であることが示されたため、将来さらなる応用が期待できる。近年のデバイスの開発で、組織の画像がデータとして多く保存されるようになった。組織画像の観測から得られた情報は、全体の性質を類推する上で非常に重要であるため、その画像解析技術のニーズは高い。画像解析の手法には、フーリエ解析やパターン認識技術をはじめ多くの手法が発展し、実績を残してきた。しかし、生体組織画像や金属組織画像などの様に、少し画像が複雑になるだけで従来の手法は有効に機能しない。このため、これらの組織画像の分析は技術者による直接の観察などによる人間の作業に依存しているのが現状である。この手法では処理する量には限界があるうえ、処理結果が観察者の技量・主観により左右される場合があるため、組織の状態の客観的指標による定量化は必要不可欠である。もし組織画像データを数理的な客観的手法で定量的に評価し、これらをインデックス化できれば、分野を越えてデータを連結することが可能となる。組織画像情報が多種類の情報と連結されれば、一見無関係に見える現象の関連性を浮かびあがらせ、分野を超えた共通の数学構造の発見の契機になりうる。医学や工学分野で実際に現れる組織画像は、組織構成要因が複雑なため、数学でよく研究されている反応拡散方程式などによる自己組織化の方法では、再現が難しいものが多い。そこで、我々はこれまで解析に有効な手段を持たなかった病理組織画像や金属組織画像に対して、ホモロジーの概念を核としたアルゴリズムを提案した。『組織とは構成要素間の接触によって形成される。ホモロジーは「つながりの程度を表す概念」でもあるが、単位面積当たりのベッチ数の分布を調べることで組織の分類を行う。』現在、各種組織に対して適用を行っているが、それぞれの分野で実績が出てきている。本研究はホモロジーを応用した画像解析技術を提案して、実際に有意義な結果を出すことを主な目的としている。特に癌組織の画像解析技術において、分化度の分類が可能となった(特願2015-141673)。これは、二値化パラメータを変化させることで、ベッチ数の変化を読み取る。この変化は組織構成要素間の接触の強さを表している。このため、接触の程度が強い=高分化(基底膜内でのがん細胞の成長)、接触の程度が低い=中・低分化(基底膜が喪失しがん細胞がばらばらになる)の弁別が可能となった。これについては国際会議で発表を行い、それが論文として採択された。皮膚組織に染み込むヒアルロン酸の状態評価(膨潤現象)についての結果が得られた。皮膚は繊維質で構成されるため、実際に皮膚下に浸透するためにはこの繊維質の中に取り込まれなければならない。これをこれまでの手段では評価できなかったのだが、本手法により可能となった。喫煙者がなりがちな病気に肺気腫というものがある。これは、喫煙などの理由により肺胞壁がなくなってしまい、大きな空間が肺内部に生まれてしまう病気である。これまでは、CT像で空間の面積を計測していたのだが、これでは初期の状態と健康状態(小さい穴がたくさんできる)との区別がついていなかった。しかし、これらの区別がつくようになったため(投稿中)、CT像から簡便に早期診断が可能となった。金属組織への応用であるが、分担者の協力により破断面解析で有効となる『パリス則』と今回のホモロジー法での画像解析と整合性を取ることができた。これは、国際学会のベストペーパーとなっている。これまでの結果はそれぞれの分担者が結果を出しているため、研究は順調に進んでいると考えられる。ただし、手法が非常に新しいため、審査員が本手法の有効性を理解できないため、それぞれの分野での論文を出版するのに苦労している。しかし、イギリスの大学での追証実験も成功したため、本手法の認知度が上がれば徐々に出版しやすくなると思われる。近年の画像デバイスの発達で、多くの組織画像がデータとして残される様になった。これらの画像は一般に複雑であり、一見して数学的な構造を持たないようにも見える。これらの画像の分析は、専門家の観察による作業に依存しているため、作業量には限界がある上、技術者の技量により判断が異なる場合もありうる。計算機などを用いた客観的な指標で組織画像を定量化する手法の開発は必須の課題であるが、これまでの画像解析法ではあまり有効な結果は得られていない。ホモロジーとは数学の一部門であるが、接触を定量化する数学的概念ともみなすこともできる。組織とはそもそも『組織構成要素間の接触により構成される』と考えれば、組織画像を解析する手段として有効であることは予想がつくであろう。本研究期間中にいろいろな組織に対して応用を行ってきた。

例えば、『癌病変部抽出技術』『胸部画像における肺気腫の定量評価』『焼き入れ焼きなましによる金属組織の変化の定量化』『材料の破断面組織の解析』『膨潤現象(高分子物質を有機溶媒や水中に浸したりする場合に膨張する現象)』『ミクログリアの活性化の定量化(脳内の白血球に相当する細胞、活性化する場所に病変部がある)』などに対して応用してきた。顕著な結果としては『大腸がん組織の解析』と、『破断の予測(パリス則)との合致率が非常に高いことが判明した』事が挙げられる。これらは国際学会で論文賞などを受賞しており国内外の評価が高い。特にがん組織の解析は、国際特許として申請されたうえ、実用化に向けて研究が進んでいる(大学発新産業創出プログラムT病理診断に現れる組織画像解析方法の事業化」として採択)。本科研費により国際的にもこの研究は認知された。今後、海外の研究者とも協力してさらに発展させていきたい。本研究では、ホモロジーのアイディアを基礎とする画像解析法のを提案を行い、その具体的応用例の探索を行った。ホモロジーとは接触を定量化する数学的概念として考えられる。組織とはそもそも組織構成要素間の接触により構成されるため、一見して数学的な構造を持たないような複雑な組織画像の解析に効果的であった。期間内に、大腸がんなどの癌の組織画像・CT像による肺気腫の状態の評価・ミクログリアの活性化の状態評価などに応用できることが分かった。また、金属組織の評価にも有効であることが示されたため、将来さらなる応用が期待できる。本研究の目的は、ホモロジーを核とした組織画像解析手法を実証化することである。組織解析の新手法が提案したので、次の研究のステージとして、このアルゴリズムを現実の問題に適用して、実際に問題を解決するアプローチを進めている。本研究を通じて、本手法の有効性が確認できれば、組織形成の数学的共通構造の発見のための基盤技術になりうる。現在分担者がそれぞれの立場で組織解析の研究を進めているが、「金属組織に関しては焼き入れによる組織変化に対して国際学会のBest paper Award受賞」「癌組織に関しては、癌病変組織抽出法として病理学の国際誌に掲載される」「反応拡散方程式を用いて組織補完を併用する事で、非常に有用であることが分かった(国際会議セレクテッドペーパーとなった」「自己組織化による組織形態の、組織の弁別に対して有用な結果を得た」「膨潤現象と呼ばれる現象がある。これは溶媒が繊維質の場合で、溶質がしみこんだ場合に"膨れる"現象である。これの定量評価を行った。具体的には、猿の発情期に臀部が膨らむ場合であるが、有効な結果となった」など、各方面で顕著な結果が出ており、順調に研究が進んでいるばかりか国際的にも一定の評価を得た。また、新たに、ミクログリアの活性化の定量化に対して本手法が有効であることが分かってきた。このため、新たに分担者として専門家に研究グループに参加して頂いた。当初予定していたように非常に汎用性の高い方法である。現在、イギリスのウォーリック大学とアメリカのオハイオ州立大学との連携が非常に上手く行っている。ウォーリック大学では癌組織に対して実証的な研究を共同して行うとともに他の部位に関する結果を出していきたい。またオハイオ州立大学に関しては、新たな課題を多く提案されているので、本手法の拡張例を増やしていきたい。金属組織などに関してはこのまま継続して研究を続けて頂き、多くの実績を得る様に頑張って頂きたい。
血中微量揮発性成分分析による一酸化炭素を含む燃焼ガス等の識別法の確立

犠牲者が火災発生時付近で吸入した環境ガス成分を分析し、犠牲者が火災発生時に生きていたことと、火災に石油系燃料がどのように関わったかの考察を行うための資料が得られることが期待されることから、血液中揮発性炭化水素を検出する本研究を計画した。研究の進め方は、取りあえず利用可能な方法で簡素な検出を試み、その方法により実際試料の分析を行い、血液中の炭化水素分析が実務応用化できるかを検討し、最後に実務的な分析法の開発を行った。検出手段として化学物質の確認が容易な質量分析計を用いるために、導入部のガスクロマトグラフの条件等を検討した。1.従来のヘッドスペース試料導入形式を使って、ワイドボアキャピラリーカラムを使って、分析する方法を作成した。2.1の方法により、実際の試料を分析し、焼死体からの血液の分析のプロファイルを3種類のパターンに分けることができた。現場試料の分析の結果と照合することで、3種類のパターンは、発火剤としてガソリンあるいは灯油が使われた2種類と、発火剤が使用されなかった火災に相当した。また、一酸化炭素を含む燃焼ガスと範囲を広げると自動車排気ガスも特異なパターンを示した。3.2により、血液中揮発性炭化水素の分析が実務上有用であることが分かったので、分析法をより実務化するために、方法の汎用性を検討した。その結果、低温気化平衡気相成分を固相ミクロ抽出法により抽出して行う試料調製法が、最近普及しているキャピラリーカラム専用ガスクロマトグラフ・質量分析計に適していることが分かった。3で開発した方法を使うことで、2で分類された分析が明確に行われることが明らかになった。焼死体の主な化学検査として、従来から一酸化炭素ヘモグロビン(Hb-CO)飽和度の測定が行われているが、火災発生時および死亡直前の状況を把握するには、証拠不足と思われ、特に、Hb-CO飽和度が低値の場合、火災発生時の生死の判定が非常に困難なことがある。死者が、火災発生時に生存していたとすれば、燃焼ガス、発火材の揮発性成分などを吸入していたことは明確であり、そのガスを血中から検出できれば重要な所見を得ることになる。本研究の目的は、血中の揮発性炭化水素分析の結果を、火災発生時における犠牲者の生死判定の1ファクターにするのに加え、さらに炭化水素の組成パターン分析から燃焼ガス成分、発火に用いた石油ガス成分の種類などを明確にできるファクターを求める。それにより、血中に含まれる一酸化炭素の発生由来ならびに火災発生時の状況を明確にすることが可能になると思われる。以上のことを可能にするため、研究初期段階においては、微量揮発性成分の一斉分析の開発をする。本年度は、ヘッドスペース前処理装置を既存のガスクロマトグラフ・質量分析装置に設置し、本分析の高感度化、高精度化ならびに自動化を検討するための基礎データ収集に取りかかった。具体的には、カラムオ-ブンに低温冷却装置を採用し、気化平衡試料成分をメチルシリコン系カラムRtx-1(60m x 0.32mm,膜厚1.0μm)に冷却濃縮して高感度分析を検討した。その結果、炭素数7から炭素数12までの炭化水素を高い分離能により、従来の方法よりも数倍の感度で検出できることがわかった。しかし、炭素数7以下の炭化水素のピークは幅広く、定量的に証明することは困難であった。また、低温冷却装置を使用するにあたり、液体二酸化炭素を必要とし、長時間に渡る分析には適していないことがわかり、カラムの変更など、方法の実務化に関する検討を行っている。焼死体が死亡直前に吸入したガス成分を識別することにより、事故、事件等の状況を明確にできると期待される。

そこで、本研究では、より鮮明にガス成分の識別を行うために、キャピラリーカラム/ガスクロマトグラフィー/質量分析法による微量証明法を検討してきた。本年度も昨年度に引き続き試料導入法および分析条件等の検討を行った。本年度は、以下の2手段を検討した。1.従来の気化平衡法を基番こ、試料付加容量が大であるミドルボアキャピラリーカラムを使った分析条件を検討した。ヘッドスペース前処理装置を使用した場合、ペンタンからトリデカンまでの炭化水素の定量が可能な条件を得たが、クロマトグラムの分離の面ではやや検討する課題を残した。また、この測定のために分析装置の条件を特別にセットする必要があり、この方法は薬物分析などの緊急分析を行う機関での実用性にやや乏しいのではないかという問題が生じた。2.新しくヘッドスペース/固相ミクロ抽出法(SPME)の導入を検討した。この方法は、有機溶媒を必要とせず、高感度分析に適しているということで、最近、揮発性物質の抽出法に使用されている。ところが、ベンゼンなどの低沸点化合物ではかなり抽出効率が悪いことが指摘され、その改良は難題とされている。まず、本研究では、この導入法の採用により、他の薬物分析と同じカラムを使える条件を検討した。カラム初期温度を-40°Cにすることでヘキサンから検出でき、しかも、ピークの分離度も高く、複雑な混合炭化水素を個々に定性することも可能になった。これまで、高沸点側化合物の検出感度が低かったが、このSPMEにより極めて高くなった。これにより、これまで困難であった灯油等成分の高沸点化合物が容易に検出でき、より実用的な方法の確立が期待される。しかし、SPMEは従来のヘッドスペースの常識では説明をつけることができない現象もあり、今後の検討課題となった。焼死体が死亡直前に吸入したガス成分を識別することにより、事故、事件等の状況を明確にできると期待される。昨年度まで、揮発性化合物の試料導入に、従来の気化平衡法に準じた方法の開発を試みていたが、汎用型のGC-MS装置では、他の薬物分析と競合し、実務上有用でないことがわかった。そこで、他薬物分析においても共通して使用できるキャピラリーカラムを使うことを目的とし、気化平衡気相中成分を固相ミクロ抽出により行うことを重点的に検討した。測定装置の条件は、通常薬物の分析に使用しているメチルシリコン系のキャピラリー力ラムを使い、試料導入時に力ラムオーブンを-40°Cとしたとき、揮発性石油成分をほぼ全体的に一斉に検出できるものが得られた。固相ミクロ抽出では、ファイバーににメチルシリコンを採用し、血液試料が凍結しない程度の低温-5°Cで、大部分の成分は高効率で抽出された。従来の気化平衡では、試料の温度を高くすることで、揮発性成分の分圧を高め、測定感度を高くしていたが、固相ミクロ抽出では、その従来の常識が通用しなかった。ファイバーの吸着は、その原理から低温で効果があり、実験の結果には矛盾が見られなかった。この究明した試料抽出と装置の条件において、測定される感度は、ガソリン成分、灯油成分の区別が可能なしベルであった。このことによって、血液中の揮発性炭化水素の分析が実務に応用可能である見通しがついた。
イオン-原子衝突系の電子移行過程に及ぼす原子核反応の影響

本実験研究は、イオン-原子衝突系における原子過程に及ぼす原子核反応の影響を実験的に解明することを目的に、京都大学理学部8MVタンデム・バンデグラフ加速器を用いて行った。原子核反応と原子過程を共に起こす衝突系として^<12>C+^<12>C反応で観測される分子的共鳴状態に着目し、この共鳴状態を伴う場合と伴わない場合について、散乱^<12>Cイオンの電荷分布を調べた。分子的共鳴状態の反応断面積に対するエネルギー依存性を入射イオン^<12>C(+4価)エネルギー2829.9MeVの範囲で調べた。散乱30度(実験室系)で、共鳴ピークエネルギー29.0MeV、共鳴ピーク半値幅約400keVの分子的共鳴状態を観測する事が出来た。2.非平衡電荷移行の条件決定散乱12Cイオンの電荷状態に対する炭素標的の厚さ依存性を、1、2、5、10μg/cm^2膜厚の標的を用いて調べた。入射エネルギー29.0MeV、散乱30度(実験室系)の条件で、標的の厚さが5μg/cm^2以下で非平衡電荷移行状態に入ることがわかった。3.電荷分布の測定非平衡電荷移行状態に入ることが確認された標的、1、2、5μg/cm^2について、^<12>C+^<12>C分子共鳴状態の励起断面積が最大になるエネルギー(29.0MeV)のもとで、散乱^<12>Cイオンの電荷分布の測定をした。さらに、励起状態の断面積が低くなる入射エネルギー(28.8と29.8MeV)、つまり分子的共鳴状態を伴わないときの散乱^<12>Cイオンの電荷分布も測定した。これまで得られた実験データの統計精度内で、両散乱条件の間で、散乱^<12>Cイオンの電荷分布は、その分布に有意な差はみとめられていない。さらに、統計精度を上げるべく実験研究を進めていく予定である。
人と情報環境との親和性を高める超広帯域感性音響の収集と計測・評価

以下の項目の実施をもって、交付申請書における平成18年度の研究計画を完了した。(1)感性音響のマルチ・チャンネル超広帯域録音:先行研究により、固有の超広帯域感性音響の所在が確認されているインドネシア共和国バリ州に赴き、自然環境音や伝統楽器音等、複数種の感性音響について、マルチ・チャンネル超広帯域ディジタル録音を行った。(2)マルチ・チャンネル超広帯域録音物の音響構造の分析:(1)により得られた超広帯域録音物の音響解析を行い、その物理構造上の特徴を抽出した。その結果、収録した超広帯域録音物が、可聴域上限である20kHzを大きく上回り、150kHzにまで及ぶ周波数パワースペクトル分布と、ミクロな時間領域におけるゆらぎ構造をもつことが明らかになった。(3)マルチ・チャンネル超広帯域感性音響試料の開発:(2)の解析結果に基づいて、人と音との親和性・快適性の向上効果をもつ物理条件を具えた録音物の候補を選択し、100kHz超の良好な特性を有する高忠実の超広帯域編集システムを用いて特徴的な信号構造をもつマルチ・チャンネル超広帯域音響試料を開発した。(4)超広帯域音響情報のマルチ・チャンネル呈示の効果にする分析検討:開発したマルチ・チャンネル超広帯域感性音響試料と、そこから超高周波成分を除いた音試料とについて、基幹脳神経回路の活性化と高い相関の見出されている生理的・心理的指標を用いた比較実験を行い、音環境と人間の心身との親和性評価を行った。その結果、超高周波成分が含まれている音の呈示下では、超高周波成分を除いた音の呈示下に較べて、ストレスフリーの指標である脳波α波が統計的有意に増大すること、環境の快適性が全般的に高まることを統計的有意に見出した。また、最適音量調整法の応用により、空間に再生する超広帯域感性音響の音量を効果的に調整する手法を開発した。(5)研究の総括:上記により得られた計測・評価結果に基づき、脳基幹部神経回路の活性化(生理的効果)や、快適性の向上(心理的効果)を導く感性音響の物理構造を明らかにした。また、超広帯域感性音響試料の効果的な呈示条件についての知見を得た。(1)超広帯域感性音響収集のための録音システムの構築人間の心身の快適性を高める超広帯域感性音響は、周波数分布の上限が音全体の平均値で50kHz以上、瞬間的には100kHzに及ぶとともに、数ミリ秒以下の時間領域で複雑に変化する非定常なゆらぎをともなう必要があることが、先行研究により示されている。こうした音源を高忠実度で記録するための超広帯域録音システムを構築した。現有の高速標本化1ビット量子化方式によるディジタル・レコーダを中心に、最新のマイクロフォンやマイクロフォン・アンプリファイアを導入することにより、100kHz超の良好な記録再生周波数特性を有するマルチ・チャンネル超広帯域録音システムを構築することができた。(2)感性音響のマルチ・チャンネル超広帯域録音(1)で述べた諸条件を満たす感性音響の最有力候補のひとつに、人類が誕生した環境といわれる熱帯雨林の環境音を挙げることができる。そこで、動植物の固有種が多く棲息し、多様性に富んだ独自の生態系を有するボルネオ島の熱帯雨林におもむき、中でも環境音が美しいことで知られるダナム・ヴァレーにおいて、(1)で構築した録音システムを用いた超広帯域ディジタル録音を行い、良好な特性をもつマルチ・チャンネル超広帯域感性音響記録物を得た。また、ボルネオ熱帯雨林の管理の第一人者であるサバ財団のWAIDI SINUM博士との面談を通じて、来年度以降の本研究への協力要請を行うと同時に、来年度のフィールド録音について有用な助言を得ることができた。(1)超広帯域感性音響収集のための録音システムの構築人間の脳深部神経組織を活性化させ、人と情報環境との親和性を高めるハイパーソニック・エフェクトを誘起する超広帯域感性音響(ハイパーソニック・サウンド)は、その周波数分布の上限が音全体の平均値で50kHz以上に及ぶとともに、数ミリ秒以下の時間領域で複雑に変化する非定常なゆらぎを伴う必要があることが、先行研究により示されている。昨年度の研究成果から、熱帯雨林の自然環境音は、その周波数上限が150kHzに及ぶことが示唆されたことから、今年度は、超広帯域録音システムのさらなる高度化をはかり、従来の100kHzを上限とする信号処理・録音機能を周波数上限で50%アップして、150kHzにまで到達せしめる記録再生周波数特性を有するマルチ・チャンネル超広帯域録音システムを構築した。(2)感性音響のマルチ・チャンネル超広帯域録音(1)により構築した超広帯域録音システムを伊勢地方の森林環境で試運用し、その性能を確認したうえで、動植物の固有種が多く棲息し、多様性に富んだ独自の生態系を有するボルネオ島の熱帯雨林におもむき、中でも環境音が美しいことで知られるサバ州・ダナム・ヴァレーにおいて、(1)で構築した録音システムを用いた超広帯域ディジタル録音を行い、希少なマルチ・チャンネル超広帯域感性音響記録物を得た。(3)感性音響のマルチ・チャンネル超広帯域録音の音響物理構造解析(2)により得られた感性音響のマルチ・チャンネル超広帯域録音の音響物理構造解析を行い、昨年度に収録した超広帯域録音物の周波数上限を大幅に上回る150kHz超に及ぶことを見出した。(1)感性音響のマルチ・チャンネル超広帯域

録音:先行研究により、固有の超広帯域感性音響の所在が確認されているインドネシア共和国バリ州に赴き、自然環境音や伝統楽器音等、複数種の感性音響について、マルチ・チャンネル超広帯域ディジタル録音を行った。(2)マルチ・チャンネル超広帯域録音物の音響構造の分析:(1)により得られた超広帯域録音物の音響解析を行い、その物理構造上の特徴を抽出した。その結果、収録した超広帯域録音物が、可聴域上限である20kHzを大きく上回り、150kHzにまで及ぶ周波数パワースペクトル分布と、ミクロな時間領域におけるゆらぎ構造をもつことが明らかになった。(3)マルチ・チャンネル超広帯域感性音響試料の開発:(2)の解析結果に基づいて、人と音との親和性・快適性の向上効果をもつ物理条件を具えた録音物の候補を選択し、100kHz超の良好な特性を有する高忠実の超広帯域編集システムを用いて特徴的な信号構造をもつマルチ・チャンネル超広帯域音響試料を開発した。(4)超広帯域音響情報のマルチ・チャンネル呈示の効果にする分析検討:開発したマルチ・チャンネル超広帯域感性音響試料と、そこから超高周波成分を除いた音試料とについて、基幹脳神経回路の活性化と高い相関の見出されている生理的・心理的指標を用いた比較実験を行い、音環境と人間の心身との親和性評価を行った。その結果、超高周波成分が含まれている音の呈示下では、超高周波成分を除いた音の呈示下に較べて、ストレスフリーの指標である脳波α波が統計的有意に増大すること、環境の快適性が全般的に高まることを統計的有意に見出した。また、最適音量調整法の応用により、空間に再生する超広帯域感性音響の音量を効果的に調整する手法を開発した。(5)研究の総括:上記により得られた計測・評価結果に基づき、脳基幹部神経回路の活性化(生理的効果)や、快適性の向上(心理的効果)を導く感性音響の物理構造を明らかにした。また、超広帯域感性音響試料の効果的な呈示条件についての知見を得た。
マイクロアレイ解析の再現性・感度・特異度を飛躍的に向上させるデータ解析手法の開発

実験によって得られたマイクロアレイデータから比較する二群間で発現変動遺伝子(DEG)を効率的に検出するためには、(1)正規化と(2)検出法の組合せが重要であることを明らかにした。また、研究代表者らが開発したDEG検出法であるWAD法を取り入れることが感度・特異度だけでなく再現性の観点からも重要であることを示した。本研究では、マイクロアレイ解析において、特に発現変動遺伝子検出を再現性・感度・特異度高く行うための手法の開発およびガイドラインの策定を目的として研究を行った。平成21年度は、数あるマイクロアレイメーカーの中で最もよく利用されているAffymetrix社製のマイクロアレイデータを用いて、6個の前処理(正規化)法と8個の発現変動遺伝子検出(ランキング)法の組み合わせの中から、1.最も再現性の高い組み合わせと2.最も感度・特異度の高い組み合わせの探索を行った。1結果として、1.研究代表者が開発した発現変動遺伝子ランキング法であるWAD法(Kadota et al., Algorithms Mol.Biol., 2008)が(比較した6つの)前処理法によらず最も再現性が高いこと、2.感度・特異度の高い発現変動遺伝子ランキング法は「WAD法かRank products法(Breitling et al., FEBS Lett., 2004)」に集約されることを導いた。これらの結果をまとめた論文(Kadota et al., Algorithms Mol.Biol., 2009)は、米国FDA主導のマイクロアレイ品質管理(MAQC)プロジェクトで導かれた結論を凌駕するものであるとともに、日本で提案されたガイドラインが世界標準になりうるものとして非常に重要な意味をもつ成果であるといえる。平成21年度はまた、得られたガイドラインの普及をめざし、計4回のマイクロアレイデータ解析のための講習会を基礎生物学研究所および東京大学で開催した。平成22年度は、平成21年度の成果である「最もよく用いられているAffymetrix社製のマイクロアレイデータ解析を高精度に行うための門田ガイドライン(Kadota et al., Algorithms Mol. Biol., 2009)」がその他のメーカー製のデータ解析にも有効であるかどうかの解析を中心に行った。結果は以下の三点であり、まとめた論文を現在投稿中である。2:これまでの本研究における再現性の評価は、発現変動遺伝子のランキングの頑健性に関するものであったが、「たとえ低次の発現変動遺伝子レベルで再現性がなくても、Gene Ontology解析やPathway解析といった高次の機能解析レベルで再現性があればそれで十分ではないだろうか(Li et al., BMC Bioinformatics, 2009)」と主張する論文が公表されたため、特定のGene OntologyやPathwayに属する様々な遺伝子セットに基づく機能解析も行い、「推奨手法であるWADは、発現変動遺伝子レベルだけでなく高次の機能解析レベルでも再現性が高い」という結論を得た。3:今年度行った解析は、米国FDA主導のマイクロアレイ品質管理(MAQC)プロジェクトの複数の主要なメーカーについて測定した同一ロットサンプルの公開データであるため、結論2の「メーカー内の再現性」だけでなく「メーカー間の再現性が最も高いランキング法」についての解析も行うことができた。結果として、この点についてもWADが特に優れていることを確認した。平成23年度は、米国FDA主導のマイクロアレイ品質管理(MAQC)プロジェクトによって提案されたガイドライン「緩めのp値によるカットオフと倍率変化によるランキング」よりも「研究代表者が開発した発現変動遺伝子ランキング法WAD(Kadota et al.,Algorithms Mo1.Biol.,2008)」のほうが発現変動遺伝子レベルだけでなく高次の機能解析レベルでも(感度・特異度の高さを保ったまま)再現性が高いという平成22年度に得られた成果内容のままで論文発表を行うことができた(Kadota and Shimizu,BMC Bio informatics,2011),これまで一定数の研究者が米国主導のMAQCプロジェクトが2006年に提案したガイドラインに従ってマイクロアレイデータ解析を行ってきた。本研究で得られた結論は、MAQCのデータセットおよび再現性の評価基準に基づいて得られたものでる。したがって本研究で得られたガイドラインは、無数に存在する発現変動遺伝子検出法からよりよい解析結果を導くための手法選択におけるMAQCガイドラインを完全に凌駕するものである。このガイドラインを採用することにより、比較したい二つのサンプル間で発現の異なる候補遺伝子をランキングした結果の感度・特異度の向上が期待される。また、大規模に多くの研究機関で同様な状態の二群間比較を行う場合に、候補遺伝子ランキング結果のばらつきが大幅に減少することが期待される。
レーダによる都市域大型構造物の劣化兆候の検出可能性に関する研究

衛星搭載合成開口レーダ(SAR)観測結果から地上大型構造物の特性変化の抽出可能性を検討するために、国内外の研究状況調査を文献調査及び国際研究集会での調査を通じて実施した。東京多摩地域の衛星フルポラリメトリックSAR観測データを用いて複数の大型ビル、橋げたなどの地上大型構造物のSAR観測結果を解析した。フルポラリメトリック観測の利点及び観測位相情報を活用して、干渉法より簡便な地上大型構造物の反射特性の経年変化抽出を試みた。その結果、観測シーンごとの詳細な位相変化の解析により、地上大型構造物相互間の相対的な高さの変化などを観測できる可能性を示すことができた。昼夜天候を問わず地上構造物等の観測が可能な合成開口レーダ(SAR)による観測結果を用いて、災害前後の構造物等の変化ではなく、そのまま放置しておけば大きな変化をもたらす可能性のある構造物等を推定する手法を検討することを目的として平成26年度は主としてデータの収集と技術調査を実施した。合成開口レーダでの都市域観測データとして、ドイツ衛星搭載SARのTerraSAR-Xデータ、航空機搭載SARの日本のPiSAR2データを入手した。加えて日本の衛星搭載SARのALOS/PALSARデータも収集したが、前2観測データに比して空間分解能が悪く、構造物の検出が難しいことが判明した。これらのデータは、いずれも研究代表者の所属する首都大学東京日野キャンパスを含む東京都三多摩地域の複数回の観測結果である。関連して、大容量のデータ蓄積が可能な大容量データ蓄積装置を整備した。SARによる大型構造物の経年変化の抽出技術の調査として、文献調査及びリモートセンシングに係る国際研究集会での調査を実施した。文献調査においては、大型構造物としてダムの堤体を取り上げた、堤体の経年変位に関する国内の計測解析事例を調査した。この計測結果では数年間に及ぶ堤体複数箇所のSARによる観測及びGPSによる観測を比較し、数cmの精度で変位計測が可能であることを示している。本検討結果も今後の他の大型構造物の経年変化抽出技術の検討に役立てたい。国際研究集会として2014年12月に台湾で開催されたアンテナ・電波伝搬に係る国際研究集会(ISAP2014)に出席し、合成開口レーダ解析技術に関する最新情報を取得した。人工衛星搭載の合成開口レーダ(SAR)観測結果から地上大型構造物の特性変化の抽出可能性を検討するために、国内外の研究状況調査を文献調査及び国際研究集会での調査を通じて実施した。その結果、これまでドイツの観測衛星TerraSARーXによるベルリン市内の長期観測で駅庁舎や高速道路橋げたの年間位置変動状況が検出できることがわかった。また、国内では、大型構造物としてダムを対象にした衛星搭載SAR繰り返し観測とダム壁面に配置したGPS測定器による壁面変位測定の比較から衛星搭載SARによる壁面変位の観測可能性が示されていることがわかった。また最近ではマンション屋上高さの変位のモニターを目的に微小高さ変動の衛星搭載SARによる観測が試みられている。これらの測定では時間を隔てた複数の観測シーンから干渉SAR手法により高さ変動を抽出する手法が使われている。この変動を正確に抽出するためには、多くの観測シーンが必要なこと、また観測周波数により大気等の種々の誤差要因があり、この要因の補償法が重要であることがわかった。本研究等で入手した東京多摩地域の衛星搭載SAR観測データ(日本のPALSAR、ドイツのTerraSAR-X、カナダのRadarSAT)を用いて複数の大型ビル、橋げたなどの地上大型構造物の衛星搭載SAR観測結果を解析した。これらの観測では、複数の偏波情報を観測できるフルポラリメトリック観測データであり、対象物に関するレーダ反射特性を多く入手することが可能である。そこで、この研究では、フルポラリメトリック観測の利点及び観測位相情報を活用して、干渉法より簡便な地上大型構造物の反射特性の経年変化抽出を試みた。その結果、観測シーンごとの詳細な位相変化の解析により、複数の地上大型構造物相互間の相対的な高さの変化などを観測できる可能性を示すことができた。当初の計画では、既得の衛星搭載SARデータに加えて、平成26年度に追加の衛星搭載SAR観測データを整備する予定であったが、平成27年度にアーカイブデータとして購入する方が安価であることが判明し、予算削減の理由ともあいまって、追加衛星観測データの整備は平成27年度とした(平成26年度の予算を平成27年度に繰り越している)。また、既得SAR観測データの予備的な解析から、ダムのような超大型地上設備は可能であるが、橋梁、高速道路、橋桁等のサイズの構造物を自動的にSARデータから判別することが意外と困難であることが判明し、平成26年度は経年変化の抽出ではなく、対象物とする前述のような大型構造物の所在抽出に注力した。従って、まだ、調査、予備解析の状況であり、達成度はやや遅れていると言わざるをえない。

電波工学追加の衛星搭載SARデータを購入し、さらに航空機搭載SARデータを国立研究開発法人情報通信研究機構との共同研究のもとで入手して本研究開発で解析検討する都市域SARデータをアーカイブとして整備する。また、経年変化の抽出の前に、どの程度の大きさの構造物であれば、構造物の存在の自動検出が可能かといった、自動抽出法の検討を、SARのプラットフォーム(衛星及び航空機)の違いや、電波の有する偏波特性の違いによる観測結果の違い(フルポラリメトリック観測)、分解能の違いを利用して行う。さらに、本研究の最終課題である、大型構造物の経年変化の抽出可能性の検討を、平成26年度に実施した国内外における大型構造物のSAR観測結果による経年変化の測定の試みに関する調査結果もふまえて行う。これらの解析・検討結果は、今後のSARデータの活用に非常に有益であるので、研究成果として国内外の研究集会での発表、論文として公表したい。当初、平成26年度にドイツ衛星搭載SARのTerraSAR-Xによる観測データを購入する予定であったが、観測データは時間がたつほうがアーカイブとして配布が可能で安価になることが判明したことから、平成27年度に購入することとした。その予算を平成27年度に繰り越している。また、大型構造物の経年変化の抽出以前の課題として大型構造物のSAR観測結果からの自動抽出技術がまず必要であることが判明したため、データの本格的な入手と平成27年度に繰り越した。国内外の衛星搭載SARデータの購入を行い、航空機搭載SARデータと合わせて、本研究に必要なSAR観測データをアーカイブとして整備する。並行して、大容量データの安全な保管が可能なデータ保護機能付きの大容量データ蓄積装置を整備する。また、高能力解析用コンピュータを整備する。