hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
１次元ヘリウム３の朝永ラッティンジャー液体状態のＮＭＲによる実証

これまでに得られたNMR実験の結果が1次元系固有のものであることを実証するために、29年度は交付申請書および28年度実績報告書の今後の方策に記載したように、対照実験として、同程度の孔径で同程度の吸着ポテンシャルをもつが細孔が1次元的でなく3次元的に接続されている多孔体HMM-2を用いた吸着ヘリウム3のNMR測定を初年度の28年度に引き続き行った。28年度はHMM-2の細孔を1次元系の実験と同様に壁面をヘリウム4で1.6原子層コートしその上に吸着した0.08原子層以下のヘリウム3の帯磁率、スピン緩和時間の観測を行ったが、1次元系で特徴的な緩和が見られる温度域でヘリウム3がシングレット対を形成することが新たに発見され、スピンスピン緩和時間の増大が1次元固有のものであるということまでは実証できなかった。そこで29年度はシングレット対が形成されなくなると考えられている1.9原子層のヘリウム4上に吸着したヘリウム3に対してNMR実験を行った。その結果、3次元細孔中でシングレット対が形成されない場合スピンスピン緩和時間の温度変化はないことが明らかになり、低温における緩和時間の増大が1次元系特有の現象であることが明らかとなった。またヘリウム4コート量を変えることで、ヘリウム3の運動状態が大きく変わり、NMR緩和時間は1桁近く変化することが新たにわかった。これは、1次元系のヘリウム3の系統的な実験を進める上でも非常に重要な知見である。これまでの対照実験で得られた結果は、当初期待した通り、細孔の接続性によって吸着ヘリウム3の量子状態が本質的に異なることを示しており、これまでに我々が1次元トンネル内で観測していた現象が1次元系固有のものであることを強く裏付ける結果となっている。一方、当初予期していなかったこととして3次元系細孔中におけるヘリウム3の非常に長いスピン格子緩和時間があった。28年度の実験条件では緩和時間は1次元系に比べ1桁程度長いものであり、29年度の条件ではさらに1桁長いものとなった。この実験ではNMRの信号強度は非常に小さいため信号の積算が必要であるので、結果としてこの対照実験に長期にわたる測定が必要となり、1次元細孔中のヘリウム3自体の測定に使用できる時間を制限する結果となっている。しかしながら、この対照実験によって得られた成果は非常に重要なものである。朝永ラッティンジャー液体の振る舞いに合致する低温でのスピンスピン緩和時間の増大が1次元細孔中のみで見られる特徴的な現象であることを確定したほか、ヘリウム4コート量によってヘリウム3の運動状態が大きく変わることが新たに明らかになり、今後の1次元細孔中のヘリウム3の研究方針にフィードバックしていく必要があると考えている。本研究は、孔径数nmの1次元トンネル中に吸着したヘリウム3量子流体において核磁気共鳴実験で観測される低温でのスピンスピン緩和時間T2の増大等がその1次元状態に起因することを実証することで、ヘリウム3が朝永ラッティンジャー液体を実現していることを明らかにし、またその相互作用依存性を系統的に調べこの量子液体の特性を明らかにすることを目的としている。交付申請書に記載したように、これまで対照実験として同程度の孔径と吸着ポテンシャルをもつが細孔が1次元的でなく3次元的に接続されている多孔体HMM-2を用いた吸着ヘリウム3のNMR測定を行った。
ヒト免疫不全ウィルス感染症の口腔病変に関する電子顕微鏡学的研究

ベルリン市フンボルト大学シャリテ病院感染症科に通院しているHIV抗体陽性患者で過去6か月以上highly active antiretroviral therapy (HAART)を受けている50名の患者を対象として口腔内病変について診査し、特に口腔カンジダ症の病変部より擦過標本を採取し、カンジダ菌の同定と一部は生検を行い電子顕微鏡による観察を行った。その結果、患者の内訳は、男性同性愛者による感染が27名と最も多く、異性間性交による感染が6名、薬物の静注常習による感染が7名、その他が8名であった。CDC-stage分類ではA1が1名、A2が8名、A3が1名、B1は1名、B2が6名、B3が13名、C1とC2はいなくてC3が20名でAIDSと診断されるA3、B3,C3の合計は34名であった。口腔内病変は口腔内カンジダ症が27例に認められ、カンジダ症に他の病変を併発したものが11例、口腔毛状白板症が2例、口腔内病変が認められないものが10例であった。カンジダ菌の検出は38例に認められ、同定されたカンジダ菌はCandida albicans, Candida glabrata, Candida krusei, Candida tropicalisであった。口腔カンジダ症の走査型電顕による観察では上皮細胞の表面にくいを打ち込んだように侵入している細長くのびたCandida albicansの菌糸と球状に付着する酵母状菌体が立体的に観察された。口腔カンジダ症の透過型電顕による観察では、上皮細胞の細胞質に直径2μm前後で表面は無構造で透明な細胞膜を中心部に核を有する円形のCandida albicans菌糸の構断像が観察された。ヒト免疫不全ウイルス(HIV)感染症患者は、ある時期になると口腔カンジダ症、口腔毛状白板症、口腔内カポジ肉腫、HIV関連歯周疾患などの口腔病変を発症する。これらの口腔病変の発症病態の把握は、エイズの早期診断のみならず、その発症や予後判定の指標のひとつとして重要である。われわれは、HIV感染症患者にみられた口腔カンジダ症の偽膜性病変部からの生検標本について電子顕微鏡学的観察を行った。その結果、口腔カンジダ症の走査型電子顕微鏡による低倍像の観察では、剥離傾向の強い上皮細胞の表面や間隙に細長くひも状にのびたCandida albicansの菌糸と球状に上皮細胞表面に付着する酵母様菌体が多数観察された。高倍像では、Candida albicansの菌糸は上皮細胞表面に杭を打ち込んだように細胞膜を貫通して細胞内へ侵入している所見や球状の酵母様菌体が上皮細胞表面に付着している所見が観察された。口腔カンジダ症の透過型電子顕微鏡による観察では、錯角化層から有棘細胞層上部にかけての上皮細胞の細胞質内に直径2μm前後で表面は無構造で透明な細胞壁と中心部に核を有する円形のCandida albicansの菌糸が観察された。

その結果口腔カンジダ症の走査型電子顕微鏡による低倍像の観察では、剥離傾向の強い上皮細胞の表面や間隙に細長くひも状にのびたCandida albicansの菌糸と球状に上皮細胞表面に付着する酵母様菌体が多数観察された。高倍像では、Candida albicansの菌糸は上皮細胞表面に杭を打ち込んだように細胞膜を貫通して細胞内へ侵入している所見や球状の酵母様菌体が上皮細胞表面に付着している所見が観察された。口腔カンジダ症の透過型電子顕微鏡による観察では、錯角化層から有鯨細胞層上部にかけての上皮細胞の細胞質内に直径2μm前後で表面は無構造で透明な細胞壁と中心部に核を有する円形のCandia albibicansの菌糸が観察された。ドイツ連邦共和国ベルリン市フンボルト大学シャリテ病院感染症科に通院している血清HIV抗体陽性患者で過去6か月以上Highly activeantiretroviral therapy(HAART療法)を受けている患者50名を対象として口腔内病変について検索し、口腔カンジダ症の有無、カンジダ菌種について同定した。結果、患者の内訳は男性42名、女性8名で、年齢は24歳から61歳におよび平均41.5歳であった。感染経路は男性の同性愛による感染が29名と最も多く、異性間性交感染が6名、薬物静注常習による感染が7名、残り8名はその他の感染経路による感染であった。CDC-stage分類では、A1が1名、A2が8名、A3が1名、B1は1名、B2が6名、B3が13名、C1とC2はいなくてC3が20名でAIDSと診断されるA3、B3、C3の合計は34名であった。口腔内病変では口腔内カンジダ症単独が27例に認められ、カンジダ症に他の病変を併発したものが11例、口腔毛状白板症単独が2例、口腔病変が認められないものが10例であった。カンジダ菌の検出されたものは38例で、同定されたカンジダ菌はCandida albicans, Candida glabrata, Candida krusei, Candida tropicalisであった。カンジダ症病変部の走査型電子顕微鏡による観察では、上皮細胞の表面にくいを打ち込んだように侵入している細長くのびたCandida albicansの菌糸と球状に付着する酵母状菌体が立体的に観察された。
関数解析の超凖解析的研究

すでに述べたように超実数はR^+×...×R^+で定義される実数値関数x(y_1,...y_n)の同値類である。したがって超実数は曲面的構造をもつものと考えられる。すなわち実数は点と考えられるのに対して超実数は構造をもちその構造は曲面的であるということができる。これは重要な成果といえよう。次に超関数と一般関数の関連を示す例をあげる。Diracのデルタ関数δ(x)は超関数論ではこれを超凖解析の立場で見ると次のようになる。これらの例は超関数論と一般関数論を関連させた研究の有効性を示唆しているものといえよう。今後この方向で研究を進めたいと考える。
介護施設における両立支援と女性介護職のキャリア形成

本研究は,24時間の交替制勤務である介護施設Aにおいて,男性職員が管理職になる一方で,キャリアを積んだ女性介護職員が非正規労働に周辺化されていくメカニズムについて,「女性/男性の選好」による説明に因らない,制度的(資源,言説)要因によって分析することを目的としている.1年目の調査では,正規職員の夜勤従事が必須となっている職場において,男性=管理職という性別分離が強化されていくプロセスについて検討した.2年目の調査では,夜勤専従職員を配置することで,正規職員は夜勤なしの日勤のみという体制を導入した介護施設B(特別養護老人ホーム,有料老人ホーム)において,職員への聞き取り調査を実施し,夜勤労働と性別職務分離の効果を検討した.施設Aでは,24時間,土日と無限定に働くことができる=1人前のスタッフという規範があったのに対し,施設Bでは早番のみのフルタイムでリーダーに従事することが可能となっている.一方で,リーダーだった女性も短時間勤務になった場合には,みなし残業込みの給与体系であるリーダー職をさせないというマネジメントがおこなわれており,女性の働き方が職場によって規定されている面もある.施設Aでは、女性が迫られる選択やアイデンティティが「標準=長時間夜勤あり/非正規」という二分の中で揺れ動いていたのに対し、施設Bでは、あくまで正規職にとどまることを前提に「標準=夜勤なし/土日なしの限定正社員」の間での選択にとどまっている。標準的な働き方を脱無限定化していくマネジメントが、女性の非正規化を止めるために有効だといえる。本研究では、女性職であった介護施設において男性が主流化していく(性別分離)メカニズムについて、妊娠、出産、子育て期の女性への両立支援を含む職場のマネジメントの効果に照準を当て分析をしている。これまで2つの施設で50名程の介護職員への聞き取り調査を実施することができた。これまでの調査をとおして、「夜勤労働」が男性化し、夜勤に入らない女性が脱主流化していく施設Aと、夜勤専従の配置により正規職員の日勤のみのシフトを可能にした施設Bとの比較をおこなうことができた。「研究実績の概要」で述べた通り、「標準的労働」のモデル次第で、「家庭責任」を有する労働者が迫られる働き方の選択肢は変わってくる。この比較によって、女性労働者の「選択」と見えている、「母親的働き方(夜勤免除、時短、リーダー降りる)」は、職場のマネジメントによって形成されていることが、一定程度説明できたといえる。一方で、時短勤務などの「両立支援」の利用が女性職員だけに偏っていく要因については、職場内や家庭内の交渉過程を明らかにする必要があったが、これまでの聞き取り調査ではこの部分が十分に明らかとされていない。ただし「両立支援=女性が利用するもの」という言説を構造的な与件ととらえれば、男性職員にとっては働き方の調整をしないことを正当化する資源、女性にとっては調整することを正当化する資源、行為を正当化する資源が非対称に配分されているといえる。以上のことから、本研究は、女性の選好preferenceではなく、マネジメントやそれを前提にした実践/交渉をとおして性別分離が形成されていくプロセスを明らかにしえたといえる。今後は、「男性比率/女性比率」と男女の実践の関係や、女性間の多様性とカテゴリー化といったテーマについて、先行研究の諸概念と結びつけて理論化を試みたい。本研究では、これまで介護職員への聞き取り調査を実施してきた。一方で、介護施設が置かれている構造的な条件については、事例調査からは明確にし得ていない。周知のとおり介護報酬によって運営される介護保険事業所は構造的な人手不足にみまわれているが、施設のマネジメントの方針は、その地域の労働力の供給のあり方(求人倍率、外国人労働者の存在)によっても変わってくると考えられる。そこで本研究の3年目である2019年度は、介護保険事業を実施している施設へのアンケート調査を実施し、当該の施設の地域的条件とマネジメント(夜勤のシステム、シフト、福利厚生、両立支援)の関係、またマネジメントと性別分離の関係について統計的な分析を行う予定である。アンケートの作成、印刷、郵送、回収、入力等の予算を計上する。2017年度は,両立支援を実施している介護施設(特別養護老人ホーム,デイサービス)を計4回8日間訪問し,管理職,一般職26ケースの半構造化インタビュー調査(30分から1時間)を実施した.この調査遂行のための予算として,交通費,宿泊代,書き起こし外注費用,書き起こしデータの印刷・郵送費を使用した.調査に関連して,対象施設における働き方改革会議への参加や分析結果を用いたセミナー(「介護施設における子育て支援」)等も実施した.分析結果については,日本労働社会学会研究例会,日本社会福祉学会北海道ブロック研究会において,「介護施設における両立支援とジェンダー:女性職における男性主流化のプロセス」として報告をおこない,分析の方法や調査手法についての意見交換をおこなった.理論枠組みについては,職場におけるマネジメントとジェンダーを分析する枠組みとしてdoinggender概念の射程について海外での研究動向を検討した.doinggenderは,規範的なジェンダーに関連づけて行為者が行為を達成するという側面を理解する概念として発展したが,本研究では,行為者が「規範的なジェンダー」に関連づけて解釈されたくない行為についても,他者によって規範的なジェンダー(「女性の嗜好」「女性の働き方」)によって解釈されるといった現象を理解するために有効であると位置づけた.

この点については国際ジェンダー学会2017年大会ラウンドテーブル「男性性研究の最前線」のコメントにおいて整理・検討した.2017年度の研究では,当初の目的である「女性介護職のキャリア形成」をめぐって以下の点を明らかにした.本研究が対象とした事例においては,育児休業から復帰後に利用できる短時間勤務制度の定着により女性の定着率がアップしているが,妊娠時にリーダーや主任職をおりた女性が元の役職に戻る回路は閉ざされている.これは介護職以外で指摘される時短利用とマミー・トラックへの女性の滞留(中野2014)と同じ現象といえる.一方で,24時間介護施設の特徴は,1)勤務時間の短縮=夜勤免除も伴うため,「夜勤+残業=標準的働き方」である職場において子育て中職員が「脱標準化」されていく点,2)時短勤務では,ユニットケアにおいて手厚い人員配置が必要とされる,朝7時と夕方18時代をカバーすることができないため,職場の人で不足感を増幅させている点にある.さらに3)介護職員たちは,リーダー職=マネジメント+フルタイム+人手不足をカバーする人材とみなしている.そのため,子育て中の職員がリーダー職に戻るハードルが高くなるという悪循環が起こっている.本研究ではこの現象を女性の脱主流化ととらえた.一方2割以上がパート職員という職員構成のなかで,記録業務や残業を免除されるパートと,それらを期待されながら十分に遂行できない子育て中の常勤職員の心理的負担のギャップが大きいことも発見された.そのことが,子育て中の女性たちがパート勤務を選ぶインセンティブとなっている.介護保険制度以後,介護施設における非正規割合は増加しており,その多くが女性であるが,熟練や資格を身につけた女性が非正規労働を選択し,正規雇用=男性的働き方として線引きがされていることがわかる.また,子育て中の女性でもその働き方(労働時間や仕事志向)は多様であることから,「女性」「子育て中」というカテゴリー化ではなく,多様性を前提としたマネジメントが求められる.本研究は,24時間の交替制勤務である介護施設Aにおいて,男性職員が管理職になる一方で,キャリアを積んだ女性介護職員が非正規労働に周辺化されていくメカニズムについて,「女性/男性の選好」による説明に因らない,制度的(資源,言説)要因によって分析することを目的としている.1年目の調査では,正規職員の夜勤従事が必須となっている職場において,男性=管理職という性別分離が強化されていくプロセスについて検討した.2年目の調査では,夜勤専従職員を配置することで,正規職員は夜勤なしの日勤のみという体制を導入した介護施設B(特別養護老人ホーム,有料老人ホーム)において,職員への聞き取り調査を実施し,夜勤労働と性別職務分離の効果を検討した.施設Aでは,24時間,土日と無限定に働くことができる=1人前のスタッフという規範があったのに対し,施設Bでは早番のみのフルタイムでリーダーに従事することが可能となっている.一方で,リーダーだった女性も短時間勤務になった場合には,みなし残業込みの給与体系であるリーダー職をさせないというマネジメントがおこなわれており,女性の働き方が職場によって規定されている面もある.施設Aでは、女性が迫られる選択やアイデンティティが「標準=長時間夜勤あり/非正規」という二分の中で揺れ動いていたのに対し、施設Bでは、あくまで正規職にとどまることを前提に「標準=夜勤なし/土日なしの限定正社員」の間での選択にとどまっている。
イギリス帝国による世界的な文書隠蔽工作：1950-80年代における植民地省の役割

本研究は、3年間の国際共同研究である。その初年にあたる本年は、申請者がこれまでに収集した一次史料を整理し、さらに最新の研究状況についても調査をすることで、渡航してからの作業を円滑に進めるための準備を固めることを主な目標に据えた。この目標の下、まず本年は申請者の所属研究機関と渡航先海外機関それぞれと連絡を取り、これから申請者が渡航をするための重要な調整を行った。その上で、申請者がこれまで収集した一次史料の整理と最新の研究状況についても調査を進めた。その結果、本研究計画で扱っている事例が、イギリス帝国やアジア・アフリカ地域の歴史だけでなく、公文書管理という世界の様々な場面で今日問題になっているテーマについても重要な示唆を与えてくれる可能性があることが確認された。一般に、公文書の管理に関する議論では、公文書の作成・保管・利用に光が当てられることが多いが、それらの裏側にある現象、すなわち公文書の破棄については詳細に論じられることが少ない。公文書が破棄される場合には、その破棄という現象を詳細に検討するだけの証拠が残されないことが多いからだ。その点で言うと、本研究計画で扱っているイギリス帝国の例は、公文書の破棄に正面から光を当てることが出来る稀有な歴史的事例だと言える。こうした点について、本年は実証的な検討を進めるだけでなく、概念的な整理も行った。このことは、今後、渡航先海外機関との共同作業を推進していく上でも重要な基礎となる。申請者の所属研究機関と渡航先海外機関それぞれとの調整を行った上で、申請者がこれまで収集した一次史料の整理と最新の研究状況についての調査、さらには概念的な整理を進めることも出来たので、本研究課題の進捗状況についてはおおむね順調に進展していると判断した。まず、申請者がこれまで収集した一次史料の整理と最新の研究状況についての調査をさらに進める。次に、渡航を開始し、渡航先海外機関に着手する。さらに、国内外の研究コミュニティに向けて中間成果を発信することが出来ればなお望ましい。内定年度:2017本研究は、3年間の国際共同研究である。
重粒子線と血管新生阻止療法を併用した悪性神経膠腫の局所制御に関する基礎的研究

新たなVEGF阻害剤PTK787/ZK222548を用いてグリオーマに対する血管新生抑制効果、腫瘍増大阻止効果を検討した。ラットグリオーマ細胞C6をラットの脳内に移植し、PTK787/ZK222548での治療群と無治療群に分類し、MRIにて腫瘍増大を、免疫組織染色にてVEGFの発現、血管密度を検討した。結果は、PTK787/ZK222548治療群はコントロールに比べ腫瘍サイズの減少を認めた(36^-71%)。また、血管密度はPTK787/ZK222548治療群はコントロールに比べ著明に血管密度が減少していた(25.7^-42.3%)。そしてPTK787/ZK222548治療群の腫瘍内はコントロールと比較し、著明に壊死部位を認め、細胞増殖の指標となるPCNAも著明に低下していた。以上のことからVEGF阻害剤PTK787/ZK222548は強力にVEGFを阻害し、腫瘍増大阻止効果を示し、今後のグリオーマ治療に有用であることが示唆された。ラバマイシンは免疫抑制剤として使用されている薬剤であるが、近年ラバマイシンが原発性、転移性腫瘍でのVEGFからのシグナルを阻害し、血管新生を抑制することが報告された。また、グリオーマ培養細胞にラバマイシンで処理するとVEGFの産生、分泌低下を認め、グリオーマ移植モデルにおいてもラバマイシンによって腫瘍細胞でのVEGFの産生低下を認めたとの報告がなされた。そこで、ラバマイシンのVEGF阻害作用が明らかとなってきたため、我々はラバマイシンでの抗グリオーマ作用について検討を開始した。まず、ラバマイシンをアルキル化剤ACNUと共に用いると、アポトーシス誘導作用が増強した.また、脳内に移植したヌードラットモデルを用いて、ラバマイシンの抗腫瘍効果を検討すると、ラバマイシン単独では無治療群と比較し、腫瘍増大は有意に抑制され、ラット生存期間は有意に延長した。さらにACNUと併用すると、ACNU単独に比較し、併用群では腫瘍の増大は有意に抑制され、生存期間も有意に延長した。以上よりラバマイシンも今後のグリオーマ治療に有用であることが示唆された。一方、重粒子線治療や、ガンマナイフなどの定位的放射線治療は従来の放射線治療より、抗腫瘍効果が強いことは、私どもの頭蓋咽頭腫に関する治療成績の報告でも明らかになってきているが、悪性神経膠腫においては浸潤性が強く、放射線単独療法には限界がある。従って、悪性神経膠腫の治療において私どもが研究成果をあげている血管新生阻止療法と、重粒子線と併用療法が有用と考えられるが、今回の研究ではVEGF阻害剤のみの検討で、重粒子を併用する研究までには至らなかった。

従って、悪性神経膠腫の治療において私どもが研究成果をあげている血管新生阻止療法と、重粒子線と併用療法が有用と考えられるが、今回の研究ではVEGF阻害剤のみの検討で、重粒子を併用する研究までには至らなかった。初年度に当たる本年は、研究計画にあるように頭蓋内腫瘍モデルの確立とVEGFアンチセンスを用いた血管新生療法の完成、さらに基礎的な重粒子線の照射実験を行いデータを収集する予定であったが、設備の都合上(重粒子線の臨床治険を優先とされたため基礎的な実験の余地が無くなった)照射実験までは至らず、細胞照射装置の工夫などの段階で留まっており、かろうじて動物モデルの完成と血管新生阻止療法の単独効果を評価するに終わった。しかし、定位的手術を用いて腫瘍細胞(GS9L)を確実に脳内移植することにより再現性の高いモデルを樹立することができた。腫瘍容積のみならず、症状発現までの期間や平均生存期間もばらつきが少なく、組織学的な同一性も確認され、脳腫瘍の治療実験に大変有用なモデルと思われる。また、血管新生阻止療法と重粒子線照射を平行して行う場合、Antisense VEGFを搭載したレトロウイルス産生細胞(NIH3T3-based:線維芽細胞)やウイルス粒子が放射線によって受ける影響を調べる必要がある。そこで重粒子線の照射実験に先立って、通常のγ線照射を行いその影響を調べる予定である。先ずin vitroの系で照射実験を予定しているが、現在までの報告では照射線量10-20Gyではそのウイルス産生能に大きな影響はないとされている。しかし、空ウイルスの形成等で実際の感染効率に変化をきたす可能性は否定できず、in vivoでの遺伝子導入をはかる本実験では十分な検討が必要と思われる。血管新生のメカニズムが分子レベルで解明されつつあり、我々も4年前から"Anti-angiogenic therapy(血管新生阻止療法)"の臨床応用を目指して、基礎研究を行ってきた。現在までに、VEGFに伴う腫瘍血管新生を抑制すべく、VEGFのアンチセンス療法、VEGF受容体に特異的なチロシンキナーゼ阻害剤(SU5416)、VEGF受容体(Flk-1)のdominant negative mutantなどいくつかのストラテジーを試みてきた。いずれも動物実験では有効な血管新生抑制効果および腫瘍増殖抑制効果を確認し、その結果を誌上および学会にて発表してきた。これらのストラテジーのなかで、VEGFのアンチセンスcDNAウイルスベクター(レトロウイルス)に組み込んで腫瘍細胞内に導入する方法は、腫瘍細胞(特に分裂期細胞)選択的に、恒久的かつ効率的にVEGFの産生を抑え、長期投与のための反復投与も可能である。さらに、従来からいわれてきた導入効率の低さは、低温培養(34°C)と低速遠心による濃縮操作で飛躍的に向上させることが出来た。血管内皮細胞は遺伝学的に安定で、寿命は約1000日と長い。したがって、血管構築の完成された腫瘍内での既存血管への効果は少なく、この治療法がより効果を発揮するためには既存血管を破壊する他の治療法との併用が必要と思われる。一方、重粒子線治療や、ガンマナイフなどの定位的放射線治療は従来の放射線治療より、抗腫瘍効果が強いことは、私どもの頭蓋咽頭腫に関する治療成績の報告でも明らかになってきているが、悪性神経膠腫においては浸潤性が強く、未だに限界がある。従って、悪性神経膠腫の治療において私どもが研究成果をあげている血管新生阻止療法と、従来の放射線治療より生物学的効果の高い重粒子線と併用療法が有用と考えられる。血管内皮成長因子VEGFは、血管新生を促進させる最も代表的な因子であり、悪性腫瘍で高発現しており、悪性度と相関している。
糖質制限食の腸内細菌・腸管免疫に与える影響

糖質制限食が腸内細菌叢に与える影響を1マウス2ヒト糖尿病患者を用いて検討した。1マウスを用いて高脂肪低炭水化物食が腸管及び腸内細菌叢に与える影響を検討した。7-8週齢のC57BL/6マウスに標準食(Normal Fat Diet ; NFD,たんぱく質:脂質:炭水化物=29 % :13 % :58 % )または高脂肪低炭水化物食(High Fat Low Carbohydrate Diet ; HFLCD,たんぱく質:脂質:炭水化物=20 % :60 % :20 % )を6週間与えた後屠殺し、血液、腸管及び糞便を採取した。腸管は器官培養と腸管粘膜固有層単核細胞の単離し、糞便中の腸内細菌叢の構成変化を解析した。結果、NFD群に比べHFLCD群の腸管は短く比重量は減少していた。HFLCD給餌マウスの腸管は炎症性サイトカインの上昇が見られた。また、HFLCD給餌マウスの腸内細菌叢でLactobacillalesの増加とBacteroidesの減少が見られた。2ヒト患者における検討では、「糖質制限入院プログラム」の入院患者27例について、入院前、入院4日後、8日後、13日後の4点の便検体の計95検体を取得し、メタ16S解析とメタゲノム解析を行った。糖質制限食により約半数が開始4日目までに腸内細菌叢が大きく変化し、多様性が増加することや経時的に増減する菌種を同定した。またメタゲノム機能解析より、アミノ酸代謝からの糖新生の亢進が示された。更に治療前の存在菌種の組み合わせから糖質制限治療の効果予測式を設定できた。1.マウスによる研究高脂肪低炭水化物の食事(HFD)が炎症性腸疾患(IBD)のリスク増加に関係していると考えられている。また、食事が腸内細菌に影響を及ぼすことが知られており、腸内細菌はIBDに深く関係していると考えられる。そこで我々はIBDモデルマウスを用いて腸内細菌叢の変化が腸炎に影響を与えるか実験を行った。【方法】1) C57BL/6マウス(8週齢)に通常の餌(NFD、12Kcal%)またはHFD(60Kcal%)を給餌し6週間飼育後に屠殺した。2) C57BL/6より単離したCD4+CD62+T細胞をRAG2KOマウス(710週齢)に移入しNFDまたはHFDを給餌し7週間後に屠殺した。【結果】1)NFD群に比べHFD群では培養上清中のIL-6及びTNF-αが有意に高かった。T-RFLP分析ではNFD群に比べHFD群ではLactobacillalesが有意に増加し、Bacteroidesが有意に減少した。2)T細胞を移入したNFD群に比べHFD群では培養上清中のTNF-αとIFN-γが有意に低かった。T-RFLP分析ではNFD群に比べHFD群おいてT細胞の移入に関係なくLactobacillalesの有意な増加とBacteroidesの有意な減少が見られた。【結論】Lactobacillalesの増加とBacteroidesの減少は腸炎を発症したHFD給餌マウスで見られた。HFD給餌マウスにおいて腸内細菌叢の変化が炎症の軽減に寄与しているか更なる検討が必要である。2.ヒトによる研究糖尿病患者に対する糖質制限教育入院の際に、経時的に便採取を行い、解析を行った。未だ症例集積中であるが、中間解析では、既報のAkkermansiaに変化が見られる傾向が得られている。・マウスモデルの研究において、Rag1ノックアウトマウスの繁殖が悪く、実験のペースが遅れている。・糖尿病患者のリクルートが計画よりも遅れている【目的】近年、日本人におけるエネルギー産生栄養素の摂取比率は食の欧米化に伴い大きく変化している。特に脂肪エネルギー比の増加と、炭水化物エネルギー比の減少は顕著である。しかし、脂肪エネルギー比の増加による腸内細菌の変化についての報告が多くなされているが、相反する結果が報告されているなどいまだ明確ではない。そこで我々は、マウスを用いて高脂肪低炭水化物食が腸管及び腸内細菌叢に与える影響を検討した。方法として7-8週齢のC57BL/6マウスに標準食(Normal Fat Diet ; NFD,たんぱく質:脂質:炭水化物=29 % :13 % :58 % )または高脂肪低炭水化物食(High Fat Low Carbohydrate Diet ; HFLCD,たんぱく質:脂質:炭水化物=20 % :60 % :20 % )を6週間与えた後屠殺し、血液、腸管及び糞便を採取した。腸管は器官培養と腸管粘膜固有層単核細胞の単離し、以下のような解析に用いた。1)肉眼および組織所見2)大腸組織片から分泌されるサイトカイン及び血清中のサイトカインをCytometric Beads Arrayにより測定した。3)糞便中の腸内細菌叢の構成変化はT-RFLP法により解析を行った。4)単離した腸管粘膜固有層単核細胞はFACSを用いて細胞構成を評価した。結果、1)NFD群に比べHFLCD群の腸管は短く比重量は減少していた。顕微鏡所見では大きな差は見られなかった。2)大腸組織片から分泌されるIL-6及びIL-12p40ともにNFD群に比べHFLCD群で有意に高値であった。

3)腸内細菌叢はLactobacillalesがNFD群に比べHFLCD群で有意に増加していた。しかし、Bacteroidesでは有意に減少していた。4)FACSについては現在解析中である。HFLCD給餌マウスの腸管は炎症性サイトカインの上昇が見られた。また、HFLCD給餌マウスの腸内細菌叢ではLactobacillalesの増加とBacteroidesの減少が見られた。現在これらの現象が腸管の細胞構成へ影響を与えているかを検討中である。マウス実験は当初の予定通りに進捗している。人に関しても検体の収集は終了し、次世代シーケンサーを用いた解析も進み、現在臨床情報と合わせた解析を行っている。糖質制限食が腸内細菌叢に与える影響を1マウス2ヒト糖尿病患者を用いて検討した。1マウスを用いて高脂肪低炭水化物食が腸管及び腸内細菌叢に与える影響を検討した。7-8週齢のC57BL/6マウスに標準食(Normal Fat Diet ; NFD,たんぱく質:脂質:炭水化物=29 % :13 % :58 % )または高脂肪低炭水化物食(High Fat Low Carbohydrate Diet ; HFLCD,たんぱく質:脂質:炭水化物=20 % :60 % :20 % )を6週間与えた後屠殺し、血液、腸管及び糞便を採取した。腸管は器官培養と腸管粘膜固有層単核細胞の単離し、糞便中の腸内細菌叢の構成変化を解析した。結果、NFD群に比べHFLCD群の腸管は短く比重量は減少していた。また、HFLCD給餌マウスの腸内細菌叢でLactobacillalesの増加とBacteroidesの減少が見られた。2ヒト患者における検討では、「糖質制限入院プログラム」の入院患者27例について、入院前、入院4日後、8日後、13日後の4点の便検体の計95検体を取得し、メタ16S解析とメタゲノム解析を行った。糖質制限食により約半数が開始4日目までに腸内細菌叢が大きく変化し、多様性が増加することや経時的に増減する菌種を同定した。またメタゲノム機能解析より、アミノ酸代謝からの糖新生の亢進が示された。更に治療前の存在菌種の組み合わせから糖質制限治療の効果予測式を設定できた。・マウスモデルの研究では、餌の組成を変えて、脂肪と炭水化物の寄与について詳細な検討を加えていく。・人検体は2017.6末までに収集を完了し、本格的な解析に入るマウスに関しては、腸内細菌の関与について無菌マウスを用いて進めていく。ヒト検体を用いた研究においては、糖質制限食による腸内細菌叢の変化と血糖値など臨床情報をの相関を解析し、実際の血糖改善に関与する細菌叢の変化を同定する。マウスの繁殖に問題があり実験がやや遅れたこと主としてマウス糞便検体の解析に使用する費用(その他)が未使用となったためであるが、現在検体を収集し解析待ちとなっている。研究の進捗のため、繁殖を促進する予定である。
3次元NMRを用いた天然物の構造決定法の開発

最近のめざましいNMRスペクトル法の進歩により、天然有機化合物の構造決定法は急速に変化しつつある。以前は解析不可能であった複雑な有機化合物でも、高磁場NMR(600/500 MHz)と2次元スペクトルを用いることによって、構造が決定できるようになった。しかし、分子量が2000を越えると、膨大な2次元データの解析が必要になってくるので実際は不可能なことが多い。本研究では、最近開発された3次元NMR法を天然物の構造決定に導入するための方法論(測定法とデータ解析)を開発し、実際の天然物(分子量3400の天然有機化合物)に適用した。3次元NMRの特徴を生かすために最適と考えられる^<13>C(縦)-^1H(横)-H(奥行)の展開は、^<13>Cの天然存在比(1.1%)の試料では、測定時間の制約が大きく実用的でないので、試料の同位体存在比を4%程度に強化することを試みた。すなわち、単細胞プランクトンに対して^<13>C強化炭酸塩(Na_200_3)の取り込み培養を行い、^<13>C濃度を約4%まで強化した試料を調制した。本研究では、4%強化の試料を用いることにより発生する問題(インバース法のデータ取り込みのセンターノイズやT1,T2ノイズの問題など)があるので、最新のfield gradient法の適用を試みて解決を計った。実際に分子量3400のポリエーテル化合物の3次元HMQC-NOESYをfield gradient装置付分光計(A-600,日本電子製)を用いて測定し、3次元データの解析を行った。今回は、1回の3次元測定から、^<13>C値で輪切りにした^1H-^1H相関スペクトル(通常の2D-NOESYい対応)が64枚得られた。このスペクトルの解析を詳細に行って、既知の構造と比較検討した結果、測定法の実際面での改良を行えば、基本的には今回の3次元法は適用可能であり、非常に有効な構造決定手段となり得ることを世界に先駆けて実証した最近のめざましいNMRスペクトル法の進歩により、天然有機化合物の構造決定法は急速に変化しつつある。このスペクトルの解析を詳細に行って、既知の構造と比較検討した結果、測定法の実際面での改良を行えば、基本的には今回の3次元法は適用可能であり、非常に有効な構造決定手段となり得ることを世界に先駆けて実証した
単孔式内視鏡手術のためのマスタ・スレーブロボットシステムの開発と評価

本研究では,傷が目立たない手術として注目されている一方で,医師にとっては操作が難しい単孔式内視鏡手術を支援するマスタ・スレーブロボットシステムを開発している.本システムは,患部の上に配置して用いるマスタ部,単孔から挿入してマスタ部の直下に配置するスレーブ部から構成される.マスタ部とスレーブ部は通常の手術器具と同じ5自由度で操作でき,これらが連動することであたかもひとつの手術器具が仮想的な孔から挿入されているように振る舞う.本システムを通常の手術の左手側の手術器具の代わりに用いることで,仮想的に孔の数をひとつ増やし,医師がすでに操作に慣れている腹腔鏡手術と同じ操作感覚・視野で単孔式内視鏡手術を行える.平成26年度の研究計画としては,「システムの性能向上を目的に改良を行い,生体外(ex vivo)実験により検証すること」としていたが,結果として,これまでの研究成果のまとめ・発表を行い,メディカルロボティクス分野で有名であるJohns Hopkins大学へ研究留学した.また,平行しながら共同研究を行っている大阪工業大学の研究グループとスレーブ部の改良を行った.平成26年度の実施状況として,これまでに行った研究成果をまとめ,国際ジャーナルを1本執筆し,国際学会で2件,国内学会で1件発表を行った.また,新聞の一面でも研究成果が掲載され,周囲からも注目されていることが分かった.研究留学先では,眼の手術を支援するEye Robotのプロジェクトに取り組み,手術支援システム開発のノウハウについて学んだ.また,スレーブ部の改良を行い,従来型と比べて,可動範囲と位置決め精度を向上させることができた.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。患部に開けたひとつの孔に手術器具と内視鏡を挿入して行う単孔式内視鏡手術は,傷の目立たない手術として注目されている一方で,器具類が密集しているため器具同士の衝突や視野欠損など多くの問題点がある.本研究は,これらの問題を解決するひとつの方法として単孔式内視鏡手術のための新しいマスタ・スレーブロボットシステムを提案した.これまでの手術ロボットはマスタ部が手術台から離れた場所に配置され,遠隔で操作を行なっていたが,本システムはマスタ部をあえて患部に直接置き,単孔から挿入し内部で展開したスレーブ部をマスタ部で操作する仕組みとなっている.本システムによって,従来の腹腔鏡手術とまったく変わらない操作や視野を医師に与えることができ,単孔式内視鏡手術に慣れていない医師でも腹腔鏡手術の操作スキルを持っていれば単孔式内視鏡手術を行うことができる.平成24年度の大まかな活動としては,医師の意見を聞きながらコンセプトの再考をし,アイデアを元にマスタ部とスレーブ部のプロトタイプを作成した.マスタ部のプロトタイプについては操作に用いる5自由度の情報を取得できるセンサ系を設け,仮想的なスレーブ部を描画するシミュレータを作成しセンサが問題なく動作していることを確認した.また,より精密な操作を可能とするために,医療機器メーカーの協力を仰ぎ,マスタ部小型化や摩擦の低減化,動作範囲の拡大などの改良を行った,スレーブ部はマスタ部と同様に5つの自由度が必要であり,ワイヤやプーリー,モータを用いて簡易プロトタイプを作成した.結果として,各自由度は問題なく動作し手術操作の一連の動作が実現可能であることが確認できた.患部に設けたひとつの孔からすべての手術器具を挿入して行う単孔式内視鏡手術は,傷の目立たない手術として注目されている一方で,器具同士の衝突や視野欠損など多くの問題があり操作が大変困難である.本研究では,これらの問題を解決するひとつの方法として,単孔式内視鏡手術のための新しいマスタ・スレーブロボットシステムを提案した.本システムは,腹壁上に設置するマスタ部と単孔から挿入されマスタ部の直下に配置されたスレーブ部が連動することにより,あたかも1本の手術器具のように振る舞う.本システムを通常の単孔式内視鏡手術の左側の器具として利用することで,物理的には孔はひとつしかないが,通常の腹腔鏡手術(複数の孔)に近い操作性と視野で単孔式内視鏡手術を行うことができる.平成25年度の研究計画としては,「スレーブ部の作成及びロボットシステムを用いて胆嚢摘出手術の一通りの動作が実現可能かを生体外実験(ex vivo)により検証」としていたが,結果として予定通り,豚の肝臓を用いたシステム評価まで行うことができた.平成25年度の実施状況として,マスタ部とスレーブ部の改良とシステムの構築を行い, 3名の外科医を対象として基本タスクによる評価実験を行った.実験結果より,本システムを用いたほうが通常の単孔式内視鏡手術の場合よりも短時間で効率的に操作できることが分かり,器具同士の衝突が大幅に減少したことで医師のストレスを軽減することができた.また,豚の肝臓を用いた生体外実験によって,本システムが胆嚢摘出術に有効であることも示すことができた.さらに,基本タスクによる評価実験と豚の肝臓を用いた模擬実験のどちらにおいても,内視鏡映像が通常の腹腔鏡手術に近いことが分かり,操作者からも腹腔鏡手術に近い操作感覚で操作できていることが確認できた.よって本システムの単孔式内視鏡手術への実現可能性と有用性を示すことができた.

本研究では,傷が目立たない手術として注目されている一方で,医師にとっては操作が難しい単孔式内視鏡手術を支援するマスタ・スレーブロボットシステムを開発している.本システムは,患部の上に配置して用いるマスタ部,単孔から挿入してマスタ部の直下に配置するスレーブ部から構成される.マスタ部とスレーブ部は通常の手術器具と同じ5自由度で操作でき,これらが連動することであたかもひとつの手術器具が仮想的な孔から挿入されているように振る舞う.本システムを通常の手術の左手側の手術器具の代わりに用いることで,仮想的に孔の数をひとつ増やし,医師がすでに操作に慣れている腹腔鏡手術と同じ操作感覚・視野で単孔式内視鏡手術を行える.平成26年度の研究計画としては,「システムの性能向上を目的に改良を行い,生体外(ex vivo)実験により検証すること」としていたが,結果として,これまでの研究成果のまとめ・発表を行い,メディカルロボティクス分野で有名であるJohns Hopkins大学へ研究留学した.また,平行しながら共同研究を行っている大阪工業大学の研究グループとスレーブ部の改良を行った.平成26年度の実施状況として,これまでに行った研究成果をまとめ,国際ジャーナルを1本執筆し,国際学会で2件,国内学会で1件発表を行った.また,新聞の一面でも研究成果が掲載され,周囲からも注目されていることが分かった.研究留学先では,眼の手術を支援するEye Robotのプロジェクトに取り組み,手術支援システム開発のノウハウについて学んだ.また,スレーブ部の改良を行い,従来型と比べて,可動範囲と位置決め精度を向上させることができた.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度の目標はマスタ部とスレーブ部の作成としており,結果としてマスタ部とスレーブ部のプロトタイプ作成を作成し,予定通りに研究が進んでいる.平成24年度は、1年目として研究の基盤固めを行なっていた関係上、当該年度内での学会発表は実現できなかったが、平成25年5月以降から順次学会発表を予定しており、採用第2年目にはさらに進展させていく予定である。平成25年度の研究目標通りに進めることができ,無事,作製したシステムを用いて豚の肝臓を用いた評価実験を行うことができた.実験の結果からも提案システムの有効性を示すことができ,手術対象として考えている胆嚢摘出術での利用が可能であることも確認ができた.これらの結果をまとめ,現時点では国際学会で2件,国内学会で1件発表予定など,外部への情報発信も積極的に行っている.今後は,システムの改良も含め,さらに本システムの有用性を示すためにより手術現場に近い環境である生体実験を予定している.今後の活動としては,まずスレーブ部の完成度を上げ,完成後はマスタ部と連携し,マスタ部の動きに応じてスレーブ部が正しく動作するか確認していきたい.その後,本システムを用いて豚の肝臓を用いたex vivo実験やi nvivo実験に取り組む予定である.今後の予定として,主にスレーブ部の改良を行い,可動範囲の拡大や位置精度の向上に取り組んでいく.また,マスタ部とスレーブ部間の制御についてもよりスムーズになるようプログラムの改良を行う.また,医師との打ち合わせを行い,ニーズに合ったシステムに近づいているか確認しながらシステム開発を進めていく.最終的には,豚を用いた生体内実験を行い,手術現場に近い環境で評価することで有用性をさらに示していきたいと思う.
MRIムービーによる構音・嚥下障害のシミュレーションに関する研究

口腔疾患による異常な構音の動態をMRIムービーを用いて3次元的な動画像を構築した後、共同研究によってシミュレーションモデルの作成を行った。その結果、舌切除症例からの動態解析結果とJAISTで遂行した舌筋モデルは関連し、これらの結果を臨床の治療に生かすことによって口腔疾患の治療のQOLの向上に貢献できることが示唆され、本法は構音障害・嚥下障害の診断に役立てることが可能であると考えられた。ムービーMRI法によって健常人に加えて口腔疾患による構音障害および嚥下障害症例の異常な運動動態を解析する目的にて研究を行っている。今年度は疾患として舌癌術後の機能障害、脳血管障害による運動障害などを対象とした。これらの情報にもとずいて異常な舌運動のモデルを構築した。その結果予想されたように、症例からの動態解析結果とJAISTで遂行予定の舌筋モデル(動態モデル)は関連し、われわれの結果を臨床の治療に生かすことによって口腔疾患の治療のQOLの向上に貢献できることが示唆された。異常音あるいは歪み音の音響の評価は現況では担当者の主観にたよらざるを得ず,客観的判定が行われているとは言えない.そこで,われわれはこれまでに異常音の産生のメカニズムを解明するために,一連の研究をすすめて来ている。今回は口腔疾患による異常構音の異常動態をMRIムービーを用いて3次元的な動画像を構築した後、共同研究によってシミュレーションモデルの作成を行う。さらに構音障害に関連する嚥下障害についても解析する。このことにより、構音障害および嚥下障害の診断に寄与することを目的としておこなった。本年度は主として昨年度からの研究の分析・まとめを行う事を中心に行った。具体的には舌切除症例のシミュレーションモデルの構築を行ったところ、モデルと実際の舌切除症例の舌運動は一致しており、モデルの有用性が確認された。また、側音化構音のMRI法による解析うぃおこなったところ従来の方法では明らかにならなかった舌による3次元的な声道の狭まり方が明らかとなった。これらの結果のまとめをおこなった。
4分木表現dZバッファを用いる超高精細デジタル画像生成法の研究

本研究の目的はアンチエイリアス処理を施した2000×2000画素をこえる高品質画像の対話的生成の方法と実装技術の開発である。高品質画像の生成では生成される画像の分解能に対する作業領域、CPU時間の増加率が問題となる。対話的な画像生成に用いられるZバッファ法では作業領域、CPU時間とも画素数に比例するため超高精細画像の生成には向かない。それに対し提案する4分木表現dZバッファ法はZバッファ法の持つ追加書き込み性を保有した上で作業領域が画素数ではなく分解能、すなわち画素数の平方根に比例した作業領域で済むものである。そのため限定された記憶領域でもオーバーサンプリングが可能となり、分解能の高い画像が生成できる。ここで、拡張Zバッファとはサンプル点における可視面のZ値のみならず微係数(dz/dx,dz/dy)も保存するものである。単純な拡張ZバッファはZバッファ以上に記憶領域を消費するが4分木表現を導入することによりZバッファ以上に高密度に内部表現可能であることが明らかになった。また,ハイビジョン等の超高精細ディスプレイ装置の開発も本研究の重要な部分である。本研究では4分木表現dZバッファ法で生成した高精細画像を表示するための装置としてHDTVディスプレイシステムを開発した。本装置は単なるフレームバッファではなく、コンピュータネットワークを利用して複数のコンピュータから共用できるものであり、ネットワーク環境に適した管理プログラムの方式についても研究を行った。本装置を用いて高品質医療画像の表示等も行えることが確認された。平成5年度の研究実績は(1)dZバッファアルゴリズムの検討及びソフトウェア実装、(2)高精細画像表示用ハードウェアの整備、の2点に要約される。(1)に関してはアルゴリズムのC言語による実装を終え、実行効率の評価を終える事ができた。その結果、Zバッファ法が生成する画素数に比例した記憶容量と時間を要するのに対し、dZバッファ法は平均して画素数の平方根に比例したオーダで画像生成可能である事が確認できた。また、dZバッファ法は生成する画像の複雑さに比例して必要な記憶容量や計算時間が増加する特性を有することも判明した。(2)に関しては当初は画像表示用フレームバッファを独自に開発する計画であったが、既製のHDTVフレームバッファが導入できたため、それとネットワーク環境のインターフェースを中心に開発した結果、短時間で汎用性の高いHDTV表示システムを開発する事ができた。HDTV基準の画像生成、伝送、表示においては、従来の標準TV規格の6倍以上のデータ量を取り扱わねばならず、当初設計したパーソナルコンピュータをサーバとして用いる表示システムでは満足できる画像表示環境が実現困難であることが判明した。そこで中間圧縮データ形式を用いるネットワーク画像表示サーバ方式を考案し実装した結果、同一ハードウェアでも2倍以上高速な表示システムが実現できた。ここで得られた知見は平成6年4月に開催される情報処理北海道シンポジゥムにおいて発表予定である。平成6年度の研究実績は(1)dZバッファアルゴリズムの拡張機能の具体的なプログラム化、(2)仮想原実感などの応用システム研究の2点に要約される。(1)に関しては平成5年度に開発した本アルゴリズムの基本プログラムに変更を加え、逐次画像更新機能、半透明表示機能を追加した。基本アルゴリズムでは全ポリゴン情報を一旦dZバッファに蓄積してその後フレームバッファ更新を行なうが、逐次画像更新型アルゴリズムではポリゴン毎にdZバッファの更新とフレームバッファの更新を行なう。この方法ではポリゴンを追加した場合にその時点で画像に反映されるため、対話的な応用に向いていることが確認された。半透明表示機能は、dZバッファ更新の際に隠面となって基本アルゴリズムではガ-ベンジとなるdZバッファの枝をバックアップ木として保存することによりZ軸方向のポリゴンのソ-トを行なうことで可能となる。半透明表示を可能とするdZバッファアルゴリズムは半透明ポリゴンと重なる全ポリゴンの情報をdZバッファ上に残すため、必要な記憶容量の点で問題を残している。(2)に関しては、平成5年度開発したHDTV表示システムと開発したアルゴリズムを用いていくつかの応用システムの可能性を検討した。一つは3次元医療画像の生成と表示である。

3次元医療画像は生の状態では単なる断層画像であるが、CGを用いて可視化することで患部や臓器の位置関係が用意に理解できるようになる。また、最近では時間変化する3次元画像も記録することができるようになってきており、高速かつ高品質の画像生成の必要性がある。HDTV画像を用いることでより臨場感の高い表示が可能であることがあきらかになった。
再構成膜(二分子膜)を用いた生体電子移動システムの電極上での構築とその機能解明

本研究は、生体電子伝達連鎖に関与するレドックスタンパク・二分子膜系の電子移動機能を電気化学的手法で解明することを目的として、チトクロムCと再構成膜チトクロム酸化酵素間のタンパク間電子移動に関する電気化学的検討及び電極上に固定化された脂質単分子膜系でのチトクロムCのレドックス挙動についての検討を行い以下の成果を得た。1.チトロクロム酸化酵素ーチトクロムC間の電子移動に与える反応場の影響チトクロム酸化酵素を含む再構成膜を透析法により作成した。脂質としてDOPC(ジオレオイルフォスファチジルコリン)、DMPC(ジミリストイルフォスファチジルコリイン)を用いた。一方、二分子膜と比較のためミセル系でも実験を行った。DMPC系では、低温では限界電流が観測されないが、2550°Cでは、明確な限界電流を与えた。DMPCリポソームの相転移温度は24°Cであり、膜流動性が蝕媒効率に影響を及ぼしていることがわかった。限界電流値をDMPC、DOPC、ミセル系で比較し、蝕媒効率が不飽和脂質であるDOPC系で最も高いことがわかった。ミセル系では、DMPC系よりやや効率が高いが、高温(4550°C)にて、酸化酵素活性を失活(変性)させた。2.脂質単分子膜系でのチトロクロムCの電気化学Langmuir-Blodgett法にて、DOPC単分子膜を金電極上に固定した。実際には、5mol%のHSC_<20>OH(新規合成化合物)をDOPCに混合させた。この単分子膜系においてチトクロムCのサイクリックボルタモグラムを観測したところ、飽和カロメル電極(SCE)に対して、20mV近傍に、明確なレドックス電流が観測されることがわかった。スキャン速度依度性より単分子膜系での電極反応がチトクロムC拡散により支配されていることがわかった。