hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本人のがんにおける糖尿病の寄与度の推定

本研究のねらいは、糖尿病に起因する日本人のがん罹患及び死亡への寄与度(人口寄与割合)を推計するものである。これまでの国内研究・調査のメタ回帰分析により、わが国の糖尿病保有率は、女性より男性で高く、年齢調整保有率は、2010年には男性9.9%、女性6.1%、全体で6.7%と推定された。糖尿病に起因するがん罹患数は、男性で26.5%、女性で53.2%増加する一方、がん全体における糖尿病の人口寄与割合は2010年で1.4%、2030年で1.7%と小さかった。年齢別にみると、60歳以上でのみ増加が見られ、59歳以下では変化がみられなかった。初年度である25年度には、2010年及び2030年のがん罹患・死亡における糖尿病の人口寄与割合推定のため、1990ー2030年までのわが国の糖尿病保有率を決定した。具体的には、これまでの国内における糖尿病実態調査や国際的な保有率推計、国内の健常人を対象とした研究等から、系統的レビューにより、HbA1c6.5%(48mmol/mol)以上、または、1999年のWHO基準である空腹時血糖126mg/dL以上または75g糖付加試験による2時間後血糖値200mg/dL以上)を用いた6研究、9調査(計161,087人)を抽出し、性年齢群別糖尿病保有率の年次推移を、メタ回帰分析手法により求めた。その結果、糖尿病保有率は、どの年齢群においても、男性より女性で高かった。年齢調整した保有率は、2010年には男性9.9%(500万人)、女性6.1%(330万人)、2030年には男性13.1%(630万人)、女性で6.7%(350万人)と推定され、特に男性において次の数十年の間に糖尿病保有率が上昇することが示された。この結果は現在専門誌に投稿中である。26-27年度には、平成25年度に実施、あるいは収集した各推計の結果を用いて、2010年及び2030年時点における日本人のがんの罹患及び死亡に対する人口寄与割合(PAF)を算出する予定である。初年度である25年度には、本研究で必要となる1990-2030年までのわが国の糖尿病保有率を推計した。これまでの国内の健常人を対象とした研究・調査から、一定の糖尿病診断基準を用いた研究を抽出し、糖尿病保有率の年次推移をメタ回帰分析により求めた。その結果、糖尿病保有率は、どの年齢群においても、男性より女性で高く、年齢調整保有率は、2010年には男性9.9%(500万人)、女性6.1%(330万人)、2030年には男性13.1%(630万人)、女性で6.7%(350万人)と推定され、特に男性において次の数十年の間に糖尿病保有率が上昇することが示された。この結果は専門誌に受諾された。(Charvat H, Goto A, et al. J DiabetesInvest, in press)平成26年度には、1)2010年の性年齢群別がん罹患数・死亡数とAPCモデルにより推計した2030年の性年齢群別がん罹患数・死亡数、2)わが国における性年齢群別糖尿病保有率推計値、3)糖尿病による関連各部位がんのサマリー相対危険度、を用いて、2010ー2030年の日本人における糖尿病によるがん罹患・死亡のPAFを算出した。この結果、20歳以上では、2010年から2030年までの間に全がん罹患で31.5%、全がん死亡で8.6%の増加がみられた。2010年から2030年の間の糖尿病のがんに対するPAF変化については、全がん罹患のうち糖尿病によるものが1.3%から1.7%へ増加し、2030年には17,947名のがん罹患が糖尿病に関連して発生すると見込まれた。糖尿病のがんに対するPAF増加の主な要因として、人口の高齢化が挙げられる。20歳から59歳までの丸全体及び各部位がんのPAFに変化は見られなかったが、60歳以上の男性の全がんにおいてPAFの増加が認められた。平均余命の延伸により全人口における60歳以上人口の割合が増加することで、高齢者の糖尿病有病率が上昇し、高齢者の糖尿病関連がん罹患・死亡が増加するという可能性が考えられる。現在、この結果については論文化を進めている。本研究のねらいは、糖尿病に起因する日本人のがん罹患及び死亡への寄与度(人口寄与割合)を、2010年から2030年について推計するものである。初年度には、本研究で必要となる1990-2030年までのわが国の糖尿病保有率を推計した。

その結果、糖尿病保有率は、どの年齢群においても、男性より女性で高く、年齢調整保有率は、2010年には男性9.9%(500万人)、女性6.1%(330万人)、2030年には男性13.1%(630万人)、女性で6.7%(350万人)と推定され、特に男性において次の数十年の間に糖尿病保有率が上昇することが示された。(Charvat H, et al. J Diabetes Investig 2015; 6: 533-42.)第2ー3年度には、1)性年齢群別がん罹患数・死亡数推計2)性年齢群別糖尿病保有率推計値、3)糖尿病による関連各部位がんのサマリー相対危険度、を用いて、糖尿病によるがん罹患・死亡の人口寄与割合を算出した。この結果、20歳以上では、2010年から2030年までの間に全がん罹患で38.9%、全がん死亡で10.5%の増加があると推計され、糖尿病に起因するがん罹患数は、男性で26.5%、女性で53.2%増加することが推測された。しかし、がん全体における糖尿病の人口寄与割合は2010年で1.4%、2030年で1.7%と小さかった。これを年齢別にみると、60歳以上でのみ増加が見られ、59歳以下では変化がみられなかった。したがって、がんにおける糖尿病の人口寄与割合増加の主な要因として、人口の高齢化が挙げられ、平均余命の延伸により全人口における60歳以上人口の割合が増加することで、高齢者の糖尿病有病率が上昇し、高齢者の糖尿病関連がん罹患・死亡が増加するという可能性が示唆された。(Saito E, et al.CancerSci 2016; in press)本研究は当初の予定通り、3年間のすべての目標を達成した。本研究のねらいは、糖尿病に起因する日本人のがん罹患及び死亡への寄与度(人口寄与割合)を推計するものである。これまでの国内研究・調査のメタ回帰分析により、わが国の糖尿病保有率は、女性より男性で高く、年齢調整保有率は、2010年には男性9.9%、女性6.1%、全体で6.7%と推定された。糖尿病に起因するがん罹患数は、男性で26.5%、女性で53.2%増加する一方、がん全体における糖尿病の人口寄与割合は2010年で1.4%、2030年で1.7%と小さかった。年齢別にみると、60歳以上でのみ増加が見られ、59歳以下では変化がみられなかった。本研究は当初の予定通り、第1-2年度の目標を達成しており、既に本研究の最終達成目標である人口寄与割合推計に関する論文についての投稿準備段階にある。疫学・予防医学今後は最終年度の当初予定通りに研究を遂行していく。すなわち、25年度に実施、あるいは収集した各推計の結果を用いて、2010年及び2030年時点における日本人のがんの罹患及び死亡に対する人口寄与割合(PAF)を算出した。具体的には、1)25年度に推計した、1990年から2030年のわが国における性年齢群別糖尿病保有率推計値、2) 2010年及び2030年におけるがんの性・年齢群別罹患数及び死亡数推計値、3)糖尿病による関連各部位がんのサマリー相対危険度、を用いて、26年度には2010年ー2030年の日本人における糖尿病によるがん罹患・死亡の人口寄与割合を、各部位ごとに算出した。さらに各部位ごとの罹患・死亡数と人口寄与割合を乗じて寄与している数を算出し、これを足し合わせることにより、がん全体において寄与している数を求め、この数をがん全体数で割ることにより、がん全体における人口寄与割合を算出した。この結果について、論文化を既に進めており、本年度中に専門誌への受諾と公表を目指す。初年度の目標である、人口寄与割合の算出のために必要な情報、すなわち、1)1995年及び2015年におけるわが国の糖尿病の保有率の代表値、2)2010年及び2030年におけるがんの性年齢群別罹患数及び死亡数、3)糖尿病による関連各部位がんのサマリー相対危険度、の決定は、すべて予定通り進捗し達成できた。論文化投稿に関わる作業の一部が、年度末と次年度にまたがっている。今後は、当初の予定通りに、26年度以降の研究を遂行していく。すなわち、25年度に実施、あるいは収集した各推計の結果を用いて、2010年及び2030年時点における日本人のがんの罹患及び死亡に対する人口寄与割合(PAF)を算出する。
バンコク湾における海色衛星データを用いた懸濁物質濃度等の推定

沿岸域における海色衛星データを用いた河川から流入する無機懸濁物質、海中のクロロフィル-a濃度の分布について海色リモートセンシングの技術を用いて精度よく推定する手法を確立することを目的として研究を行った。まず、沿岸域における海色リモートセンシングの吸収性エアロゾルによる補正手法について検討した。放射伝達シミュレーションの結果、吸収性エアロゾルの影響を評価したところ、吸収性エアロゾルは短波長側ほど影響が大きいこと、吸収性エアロゾルの混合比が大きいほど影響は大きいことが確認された。そこで、紫外域に近い波長を用いて吸収性エアロゾルの補正する手法を開発した。次に、懸濁物質濃度の影響について検討し、田中ら(2004)の水中光学モデルを使って近赤外域の海水射出反射率を懸濁物質の関数として表すことにより対応した。その結果、懸濁物質濃度が4g/m^3程度までの海域では、クロロフィル-a濃度などの推定が可能であることがわかづた。現場観測値との比較では、衛星から推定されたクロロフィル-a濃度の絶対値には誤差があるが、相関は高いことが確認された。一方、高懸濁物質濃度の海域(>7g/m^3)では、クロロフィル-a濃度や懸濁物質濃度といった値を推定することができず、現在の大気補正処理手法では不十分であることがわかった。船舶観測データと同時観測した衛星データを使ってマッチアップ解析した結果では、大気補正のうまくいかない高懸濁物質濃度海域を除けば、クロロフィル-a濃度推定において標準のアルゴリズムやニューラルネットワークを使ったアルゴリズムに比べて、バンコク湾に特化したアルゴリズムが最もよい結果(相関係数R=0.964)を得た。懸濁物質濃度推定については、バンコク湾に特化した経験的アルゴリズムは全懸濁物質濃度の測定にばらつきが多いことから、推定精度がまだ不十分である。また、ニューラルネットワーク・アルゴリズムは絶対値、相関ともに改善の余地が残されている。沿岸域における海色衛星データを用いた河川から流入する無機懸濁物質や溶存有機物、海中の植物プランクトン濃度の空間的な分布について海色リモートセンシングの技術を用いて精度よく推定する手法を確立することを目的として研究を行った。そのケーススタディとして人為起源の吸収性エアロソルの影響が大きく、チャオプラヤ川などの河川から懸濁物質などの流入が多いバンコク湾を対象海域とした。バンコク湾周辺では、人為起源の吸収性エアロソルの影響が大きいことから大気補正手法としては、近紫外域の波長を用いた吸収性エアロソルの補正手法を開発した。その大気補正手法を用いて、海水射出放射輝度、海中のクロロフィル-a濃度、懸濁物質濃度、溶存有機物質の吸収係数の推定を行い、平成16年5月に行った海洋観測結果と比較を行った。その結果、380nmを用いた吸収性エアロソルの補正手法は、バンコク湾において海水射出放射輝度を推定する上で有効であることが確認された。また、衛星から推定された海水射出放射輝度から海中のクロロフィル-a濃度、懸濁物質濃度、溶存有機物質の吸収係数するアルゴリズムとしては、従来の経験的手法よりもニューラルネットワークを使ったアルゴリズムの方が精度、相関ともによいことがわかった。この結果については、2005年2月にバンコクで開催されたWorkshop of The Gulf of Thailand, the biological and physical aspect observed by Satellite Remote Sensingにおいて発表した。また、このとき、平成17年度の衛星観測に合わせた海洋観測計画について、現地研究者との打ち合わせを行い、より精度の良いアルゴリズム開発に向けた準備を行った。

まず、沿岸域における海色リモートセンシングの吸収性エアロゾルによる補正手法について検討した。放射伝達シミュレーションの結果、吸収性エアロゾルの影響を評価したところ、吸収性エアロゾルは短波長側ほど影響が大きいこと、吸収性エアロゾルの混合比が大きいほど影響は大きいことが確認された。そこで、紫外域に近い波長を用いて吸収性エアロゾルの補正する手法を開発した。次に、懸濁物質濃度における大気補正手法について、田中ら(2004)の水中光学モデルを使って近赤外域の海水射出反射率を懸濁物質の関数として表すことにより対応した。その結果、懸濁物質濃度が1ないし4g/m^3程度の海域では、計算可能であり、現場観測値との比較では、衛星から推定されたクロロフィル-a濃度の絶対値には誤差があるが、相関は高いことが確認された。一方、高懸濁物質濃度の海域(>7g/m^3)では、クロロフィル-a濃度や懸濁物質濃度といった値を推定することができず、現在の大気補正処理手法では不十分であることがわかった。船舶観測データと同時観測した衛星データを使ってマッチアップ解析した結果では、大気補正のうまくいかない高懸濁物質濃度海域を除けば、クロロフィル-a濃度推定において標準のアルゴリズムやニューラルネットワークを使ったアルゴリズムに比べて、バンコク湾に特化したアルゴリズムが最もよい結果(相関係数R=0.964)を得た。懸濁物質濃度推定については、バンコク湾に特化した経験的アルゴリズムは全懸濁物質濃度の測定にばらつきが多いことから、推定精度がまだ不十分である。また、ニューラルネットワーク・アルゴリズムは絶対値、相関ともに改善の余地が残されている。
熱衝撃を受ける等方性体および異方性体の三次元波動伝ぱに関する研究

近年、宇宙空間などの過酷な環境下で使用される機械や構造物の需要が高まり、傾斜機能材料のような不均質材料や金属基複合材料のような異方性材料に関する研究が盛んである。これらの材料は耐熱材料として用いられることが多いため、これらの材料からなる機械や構造物の設計に際しては熱衝撃を受ける場合の動的応答特性を十分に把握しておく必要がある。しかしながら、これまでの研究では、解析の困難さのために、熱応力波が物体中を伝ぱし境界で反射するような長時間の三次元波動伝ぱ解析はまだ行われていない。本研究では、二次元波動伝ぱの状況を詳細かつ高精度に解析できる従特性曲線法を拡張して、等方・均質体や異方性体の三次元熱衝撃問題の解析手法を提案するとともに、解析結果から、それらの動的特性を明らかにし、異方性体を用いた機械や構造物の設計のための基礎的所見を得ようとするものである。全く新たな研究のため、以下に示すように順次段階を踏んで徐々に複雑な問題に発展させた。1.第1段階として、均質・等方性体の三次元熱衝撃問題の基礎式の導出を行い、実際に数値計算を行うことにより三次元熱衝撃問題の基本的な取り扱いについて検討した。その結果、熱衝撃を受ける平板中の三次元波動伝ぱの状況を従特性曲線法をもとにして提案した解法により詳細に解析でき、提案した手法が有用であることが確認できた。この研究成果は日本機械学会講演会で発表し、日本機械学会論文集A編にも掲載された。2.第2段階として予定していた直交異方性体である横等方性体に対する三次元熱衝撃問題は基礎式の定式化が予想以上に難しかったことから研究実施期間(1年間)が不足し、研究成果をあげられなかった。研究期間と研究の進め方の検討が十分ではなかったことが原因であり、また反省点でもある。今後、この異方性体の三次元熱衝撃問題の解析手法の確立を目指し、研究を進める予定である。
輸送小胞を介する選択的細胞内蛋白質輸送の制御機構

ゴルジ体以降の分泌系およびエンドサイトーシス経路における膜蛋白質の選別輸送には一般に、輸送される膜蛋白質の細胞質領域に存在する、特定のアミノ酸配列からなる輸送シグナルを必要とする。輸送シグナルのひとつ、チロシンシグナルは、クラスリン輸送小胞の被覆成分であるAP複合体のμ鎖と結合することにより、膜蛋白質の小胞内への選択的取り込みに寄与する。AP複合体は分子ファミリーを形成しており、また、チロシンシグナルも、エンドサイトーシスをはじめ複数の蛋白質選別輸送に関与する。したがって、それぞれのAP複合体が異なるチロシンシグナルのサブセットと結合することにより、このような輸送の多様性を生み出していると考えられた。そこでyeast2-hybrid法を用い、広範に発現する4種のμ鎖と結合するチロシンシグナルの配列を調べた。その結果、それぞれのμ鎖は異なるチロシンシグナルサブセットと高親和性に結合することが明かとなった。このことから、チロシンシグナルおよびAP複合体の多様性と結合特異性が、膜蛋白質の選別輸送を制御していると考えられる。また我々は、新たなμ鎖ホモログで既知のμ鎖のひとつμ1Aと高い相同性を持つμ1Bを単離した。μ1Bは広く発現するμ1Aと異なり、上皮細胞特異的に発現していた。上皮細胞の細胞膜はtight junctionにより先端面と側基底面に隔てられており、それぞれの細胞膜への膜蛋白質の選別輸送は厳密に制御されている。我々は遺伝子導入の実験から、μ1Bが側基底面細胞膜への膜蛋白質の選別輸送を制御していることを明らかにした。細胞内蛋白質輸送シグナルのひとつ、チロシン・シグナル(YXXφ,φは疎水性側鎖を持つアミノ酸)はエンドサイトーシス、リソソームへの局在、トランスゴルジ網への局在など、複数の細胞内輸送系に関与することが知られている。チロシン・シグナルを持つ蛋白質は、輸送小胞の被覆成分であるAP複合体μ鎖と結合することにより輸送小胞に取り込まれる。しかし、どのようにして上記のような複数の蛋白輸送系を制御しているのか、すなわち輸送特異性の分子機構は明らかではない。そこで、APμ鎖ファミリー分子とチロシン・シグナルとの相互作用を解析することにより、選択的蛋白輸送のメカニズムを明らかにすることを目的として研究を進めている。チロシンと疎水性アミノ酸残基以外の位置をランダム化したXXXYXXφライブラリーを用いて各μ鎖にどのようなチロシン・シグナルの配列を検討した.その結果、それぞれのμ鎖はチロシン以外のアミノ酸の異同により、それそれ異なるチロシン・シグナルのサブセットと高親和性に結合することがわかった。このμ鎖とチロシン・シグナルの結合特異性が、チロシン・シグナルによる輸送特異性の少なくとも一部を規定していると考えられる(Ohno,H.et al.J.Biol.Chem.1998.)。申請者らが最近同定した新たなAP(様)複合体AP-3は、主としてエンドソームに分布すること、またyeastの.AP-3ホモログの液胞輸送への関与が示唆されていることなどから、エンドソームからリソソームへの輸送に関与している可能性がある。そこで、XXXYXXφライブラリーで得た結果をもとに、μ3Aに結合するクローンとしないクローンをそれぞれ数個ずつ単離し、その配列をIL-2受容体α鎖(Tac)の細胞質領域に付加したキメラ蛋白を作製し、これらを安定に発現したHeLa細胞を得た。これらの細胞を用いて、キメラ蛋白の細胞内局在や動態を検討中である。

AP複合体は分子ファミリーを形成しており、また、チロシンシグナルも、エンドサイトーシスをはじめ複数の蛋白質選別輸送に関与する。したがって、それぞれのAP複合体が異なるチロシンシグナルのサブセットと結合することにより、このような輸送の多様性を生み出していると考えられた。そこでyeast2-hybrid法を用い、広範に発現する4種のμ鎖と結合するチロシンシグナルの配列を調べた。その結果、それぞれのμ鎖は異なるチロシンシグナルサブセットと高親和性に結合することが明かとなった。このことから、チロシンシグナルおよびAP複合体の多様性と結合特異性が、膜蛋白質の選別輸送を制御していると考えられる。また我々は、新たなμ鎖ホモログで既知のμ鎖のひとつμ1Aと高い相同性を持つμ1Bを単離した。μ1Bは広く発現するμ1Aと異なり、上皮細胞特異的に発現していた。上皮細胞の細胞膜はtight junctionにより先端面と側基底面に隔てられており、それぞれの細胞膜への膜蛋白質の選別輸送は厳密に制御されている。我々は遺伝子導入の実験から、μ1Bが側基底面細胞膜への膜蛋白質の選別輸送を制御していることを明らかにした。
子宮組織におけるマトリックスメタロプロテアーゼの発現および機能解析

マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)は、細胞外マトリックス(ECM)の主要な代謝酵素の総称であり、申請者が単離したMMP-23は、これまでのMMPファミリーと比べ極めて異なる構造的特徴をもっている。このことは、MMP-23がMMP分子として新たな機能を有する可能性を示唆しているが、その生理的な基質分子に関する報告は今日においても認められていない。本研究ではMMP-23の生理的機能を明らかにすることを目的として、MMP-23の内在性基質の同定を試みてきた。これまでに、酵母を用いたYeast Two-Hybrid法によりMMP-23と特異的に相互作用する因子を探索した結果、フィブリン、および潜在型TGF-β結合タンパク質(LTBP)がその候補因子として見いだされた。この2つの分子は共通してEGF様モジュールをもっており、この領域がMMP-23との相互作用に関与することを現在明らかにしている。フィブリンはECM分子の一つであり、量的なバランスが雌性生殖器官の形成や細胞の分化・癌化と強く結びつくことが知られており、ある種の酵素がこの調節に関与することが予測されるが、その実態は不明である。また、TGB-βは細胞増殖の抑制、およびECMの産生促進を介して様々な生命現象と深く関わっており、成熟型TGB-βはLTBPを介してECMと結合することにより潜在型として留められている。TGB-βが生理活性を発揮するには、LTBPを介した複合体から成熟型TGB-βを遊離することが必須であり、この過程にプラスミンなどのプロテアーゼが関与する可能性が示唆されるが、未だ十分な理解には至っていない。本研究の結果は、これらの過程にMMP-23が関与することを予測させるものであり、今後のさらなる詳細な解析は、雌性生殖器官だけでなく様々な生命現象におけるMMPの機能に、これまでにない新たな知見を与えることが期待される。細胞外マトリックス(ECM)代謝の主要酵素として知られるマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)ファミリーの中で、申請者が単離したMMP-23は、他のMMP分子と比べ構造的特徴が大きく異なっている。このことは、MMP-23がMMP分子として新たな機能を有する可能性を示唆しているが、その生理的な基質分子に関する報告はこれまでにない。そこで本研究では、MMP-23の内在性基質の同定を目的とし、以下の実験を試みた。MMP-23に特異的な配列を有するC末端領域、活性型触媒領域、および活性中心の必須アミノ酸配列に変異を加えた不活性型触媒領域の3種のベイトを構築し、Yeast Two-Hybrid法によりMMP-23と相互作用する因子を探索した。この結果、MMP-23がフィブリン、および潜在型TGF-β結合タンパク質(LTBP)と相互作用することを見いだした。フィブリンはECM分子の一つであり、雌性生殖器官ではフィブリン1Cと1Dが主に発現している。この両者の量的バランスが器官形成や細胞の分化や癌化と強く結びついており、ある種の酵素がその調節に関与することが予測されるが、その実態は不明である。また、LTBPはそれ自身がECMと結合することにより成熟型TGB-βを潜在型に留めている。TGB-βは細胞増殖の抑制、およびECMの産生促進を介して様々な生命現象と深く関わっているが、その生理活性にはLTBPを介した複合体から成熟型TGB-βを遊離することが必須である。この過程にプラスミンなどのプロテアーゼが関与する可能性が示唆されるが、未だ十分な理解には至っていない。本研究の成果は、これらの過程にMMP-23が関与することを予測させるものであり、今後さらなる解析を行い、フィブリン分子を介した細胞外環境の制御メカニズム、およびTGF-β活性化機構にMMP-23が機能し得るのかを検討していく。

TGB-βが生理活性を発揮するには、LTBPを介した複合体から成熟型TGB-βを遊離することが必須であり、この過程にプラスミンなどのプロテアーゼが関与する可能性が示唆されるが、未だ十分な理解には至っていない。本研究の結果は、これらの過程にMMP-23が関与することを予測させるものであり、今後のさらなる詳細な解析は、雌性生殖器官だけでなく様々な生命現象におけるMMPの機能に、これまでにない新たな知見を与えることが期待される。
4D-CBCTと治療計画CTの容積マッチング法による4D-IGRTの試み

陽子線治療ガントリー内に設置した動体追跡装置の2軸X線透視装置を活用し、腫瘍の空間的・時間的変動や呼吸性移動を考慮したがん治療ができる4D-IGRT放射線治療システム構築を目的として、動体追跡装置の透視画像から4次元コーンビームCT(4D-CBCT)画像を得て、複数の呼吸位相で構成される4D-CBCT画像群の中から、治療計画に用いたCT画像と同じ呼吸位相にあるCT画像から選択するとともに、選択されたCBCT画像を構成する元画像群を用いてマーカーレス4D-RTを目指す発展的画像誘導システムを開発することを目標とした。本研究は、1.陽子線治療ガントリー設置の動体追跡装置の2軸X線透視装置を用い、ガントリー回転と同時にCBCT構成用透視画像を取得し、透視画像群からCBCT構成機能を用いて4D-CBCT画像を得る。2.複数の呼吸位相で構成された4D-CBCT画像の中から、治療計画用CTと同一呼吸位相の画像を選び出し、選択されたCBCT画像を用いて腫瘍及び正常組織への線量付与が治療計画時に想定したものと同一の状態であるか、許容範囲にあるかの評価を行う手法を検討し確立する。3.選択された治療時と同じ呼吸位相のCBCT画像を計算するのに用いられた透視画像を用い、2方向画像による面マッチングを用いたマーカーレス動体追跡放射線治療の可能性を模索する。これらを目的としているが、そのうち平成27年度には、a.動体追跡装置を装備した陽子線治療装置のガントリー回転を用い呼吸性移動を模することのできるファントム撮像を行った。この画像を使用して4D-CBCT画像の再構成を行なった。構成した複数のCBCT画像データ群から、目的のCBCTを選び出すためのアルゴリズム開発、ソフトウエア構築に着手した。選び出したCBCT画像を構成するために用いた透視画像群の「元画像」を集積し、この元画像群についての解析、検討を行なった。各画像が保持している角度情報から、放射線治療を行なう際に動体追跡照射によってゲーティング用の参照画像として十分な情報を提供できる角度から元画像を得ているかどうかを検討した。ファントム実験による4D-CBCTの元画像取得および4D-CBCT画像の再構成は当初目的のごとく遂行することができた。治療療計画用CT撮像時と同じ呼吸位相を持った4D-CBCT画像を選び出すためのアルゴリズム開発、ソフトウエア構築には至らずこの点は年度実施計画から遅れている。一方で、次年度の計画として正常ボランティアおよび陽子線治療を受ける患者で承諾を頂けた方において実際に人体での4D-CBCt撮像を行なうことを目標としていたが、本計画においては前年度である平成27年度中に画像データの取得が前倒しで実施された。今後実証試験を行なうためのプロトコル作成、倫理委員会での承認、臨床試験の立案や手続きを円滑に推進していくために必要な研究が順次実施されており概ね順調に進展しているものと判断した。3.選択された治療時と同じ呼吸位相のCBCT画像を計算するのに用いられた透視画像を用い、2方向画像による面マッチングを用いたマーカーレス動体追跡放射線治療の可能性を模索するものである。平成28年度には、a.動体追跡装置を装備した陽子線治療装置のガントリー回転を用い呼吸性移動を模することのできるファントム撮像を行った。この画像を使用して4D-CBCT画像の再構成を行った。平成29年度には、ファントム実験での成功を元に、さらにファントムでの画像取得と4次元画像を再構成する際に必要な検討事項、問題点の洗い出しを行った。正常ボランティアもしくは放射線治療患者等、人体での画像取得を行うためには薬機法の取得もしくは倫理委員会での臨床研究承認が必要である。本研究ではまず後者を行うこととし臨床研究プロトコル作成を行い本臨床研究を実施するため倫理委員会での承認を得るための手続きを行った。研究実績の概要にて述べた如く、平成28年度は、昨年度に行ったファントムでの実験の成功を元に平成29年度人体での画像取得を目指し、臨床研究として行うことを目標に臨床プロトコルの作成を行った。臨床研究の実施にあたり、倫理委員会での承認が必要となるが、その承認に必須とされる被験者保護のための民間保険加入が求められた。獲得および保有している研究費では研究機関判断により保険加入のための研究資金の支出が現時点までには認められて居らず、人体を用いた画像データ取得のための倫理委員会による臨床研究実施承認が得られていないため、研究進捗はやや遅れていると判断した。2.複数の呼吸位相で構成された4D-CBCT

画像の中から、治療計画用CTと同一呼吸位相の画像を選び出し、選択されたCBCT画像を用いて腫瘍及び正常組織への線量付与が治療計画時に想定したものと同一の状態であるか、許容範囲にあるかの評価を行う手法を検討し確立する。3.選択された治療時と同じ呼吸位相のCBCT画像を計算するのに用いられた透視画像を用い、2方向画像による面マッチングを用いたマーカーレス動体追跡放射線治療の可能性を模索するものである。平成28年度には、a.動体追跡装置を装備した陽子線治療装置のガントリー回転を用い呼吸性移動を模することのできるファントム撮像を行った。この画像を使用して4D-CBCT画像の再構成を行った。構成した複数のCBCT画像データ群から、目的のCBCTを選び出すためのアルゴリズム開発、ソフトウエア構築に着手した。平成29年度には、ファントム実験での成功を元に、さらにファントムでの画像取得と4次元画像を再構成する際に必要な検討事項、問題点の洗い出しを行った。正常ボランティアもしくは放射線治療患者等、人体での画像取得を行うためには薬機法の取得もしくは倫理委員会での臨床研究承認が必要である。本研究ではまず後者を行うこととし臨床研究プロトコル作成を行い本臨床研究を実施するため倫理委員会での承認を得るための手続きを行った。平成30年度は、本研究を通して考案した手法の中から企業導出、製品化に近い技術について、臨床研究に進むためには薬事・薬機取得が必要と考え、その目的を実現するための手続きを実施する予定である。陽子線治療ガントリー内に設置した動体追跡装置の2軸X線透視装置を活用し、腫瘍の空間的・時間的変動や呼吸性移動を考慮したがん治療ができる4D-IGRT放射線治療システム構築を目的として、動体追跡装置の透視画像から4次元コーンビームCT(4D-CBCT)画像を得て、複数の呼吸位相で構成される4D-CBCT画像群の中から、治療計画に用いたCT画像と同じ呼吸位相にあるCT画像から選択するとともに、選択されたCBCT画像を構成する元画像群を用いてマーカーレス4D-RTを目指す発展的画像誘導システムを開発することを目標とした。平成28年度は、複数の呼吸位相を持った4D-CBCT画像群の中から、動体追跡放射線治療で用いる呼吸位相と同じ位相のデータセットを選択する手法を確立しソフトウエアに実装すること、動体追跡照射に用いるため、照射を行なうのと同じ呼吸位相にある際のCBCT再構成用元画像の取得、必要に応じて補完画像の作成を行なうこと、それだが選択できるようにすることを目標とする。さらに、この元画像を用いて、平面マッチングによるリアルタイムゲーティングを行なうための情報が提供できるようアルゴリズム開発を行なう。昨年度前倒しに行なった患者での4D-CBCT画像の撮像とデータ取得を進めると共に、治療計画用CTとの間で呼吸位相の等価性を確認し、線量分布との関係性を評価する。また、治療計画の最適化の可能性についても検討を行なうこととする。患者もしくはボランティア等人体を大賞とした4D-CBCTの撮像に際しては薬機法の承認もしくは院内倫理委員会承認手続きが必須である。平成28年度は正常ボランティアおよび陽子線治療を受ける患者での4D-CBCT撮像を予定し倫理委員会での承認を得るために臨床研究プロトコル作成を行っていたが、現時点ではその承認を得るに至っていない。
トリプルネガティブ乳癌に対する分子標的RI内用療法薬の開発

乳癌の治療において適切な薬物療法を行うことは重要であるが、トリプルネガティブ乳癌(TNBC)に対する有効な分子標的薬剤は存在しておらず、その開発が強く望まれている。一方、治療用の放射性核種(RI)を結合した分子標的薬剤を用いた「分子標的RI内用療法」は、新たな分子標的治療薬として注目され、既に臨床利用されている。そこで本研究ではTNBCに対する新たな分子標的治療薬として、血管内皮細胞増殖因子(VEGF)に対する抗体に治療用のRIを結合したRI標識抗体による治療を試みた。本年度はプレターゲティング法の有用性検討として、ビオチン化ベバシズマブを投与後、アビジンを用いて血中のベバシズマブをクリアランスさせ、その後診断用のインジウム-111(In-111)で標識したストレプトアビジンを投与することとした。担がんマウスにおける体内分布実験を行ったところ、In-111標識ストレプトアビジンは、抗体に比べて血液クリアランスが非常に速やかであり、投与早期から腫瘍への集積性を示した。しかしながらその集積量は抗体の場合に比べて低かった。続いて治療用RIであるイットリウム-90(Y-90)で標識したストレプトアビジンを用いて、同様のプレターゲティング法による治療実験を行った。マウスに対して投与可能な放射能は期待していたよりも高くすることはできなかった。その結果、ある程度の治療効果は認められたものの、Y-90標識ベバシズマブ+アバスチンの治療効果に比べると効果は不十分であった。乳癌の治療において適切な薬物療法を行うことは重要であるが、トリプルネガティブ乳癌(TNBC)に対する有効な分子標的治療薬は存在しておらず、その開発が強く望まれている。一方、治療用の放射性核種(RI)を結合した分子を、がん特異的に集積させ、がんに集積したRIからの放射線の作用によりがんを治療する『分子標的RI内用療法』は、新たな分子標的治療薬として注目され、すでに臨床利用されている。そこで本研究では、TNBCに対する新たな分子標的治療薬として、TNBCにおいて高発現している分子に対して高親和性を有する抗体にRIを結合した『分子標的RI内用療法薬』を設計・作製し、その有用性を検討することを計画した。TNBCにRIを輸送するための分子として、血管内皮細胞増殖因子VEGFに対する抗体であるベバシズマブを選択し、診断用のRIであるIn-111で標識を行った。大腸がん細胞株を移植した担がんマウスにおけるIn-111標識ベバシズマブの体内動態および腫瘍集積性を検討したところ、腫瘍に対して高い集積性と滞留性を示した。また少数のマウスに対して治療用のRI標識ベバシズマブを投与したところ、腫瘍増殖抑制効果が認められた。一方で、当初の想定通りベバシズマブの血液クリアランスが非常に遅いことから、何らかの方法で血液からクリアランスさせる必要がある。そこでベバシズマブにビオチンを結合し、ビオチン化ベバシズマブを投与24時間後に血液からのクリアランスを加速させるためのアビジンを投与したところ、腫瘍への抗体集積を減らすことなく、血中の抗体濃度を下げることに成功した。このことから、治療用のRIをベバシズマブに結合すれば、治療効果が得られると考えられ、少数のマウスを用いた検討において治療効果が得られている。そこでベバシズマブにビオチンを結合し、ビオチン化ベバシズマブを投与24時間後にクリアランスを加速させるためのアビジンを投与したところ、腫瘍への抗体集積を減らすことなく、血中の抗体濃度を下げることに成功した。この方法を用いることで副作用を低減することが可能であると考えられ、さらなる治療効果が期待できる。以上のことから、研究は順調に進んでおり、今後の治療実験の結果が期待される。診断用のインジウム-111(In-111)標識ベバシズマブを用いて、担がんマウスにおける体内分布実験を行ったところ、In-111標識ベバシズマブは血液クリアランスが非常に遅いため、血中のRIによる血液毒性が懸念された。そこで、血中の放射能を低減させる目的で、RI標識抗体にビオチンを結合させ、投与24時間後にアビジン投与を行った。投与されたアビジンは即座にビオチン化抗体に結合し、その後速やかに肝臓へと移行することが期待された。その結果、予想通りRI標識抗体の血中放射活性は有意に低減し、その一方で腫瘍での放射活性は保持されていた。

そこで治療用RIであるイットリウム-90(Y-90)で標識抗体を用いた治療実験を試みた。アビジン投与を併用することで、マウスに対して投与可能な放射能を2倍にすることが可能となり、その結果として腫瘍増殖抑制効果を増強することに成功した。TNBCにRIを輸送するための分子として、抗VEGF抗体ベバシズマブを選択し、担がんマウスにおける体内動態の検討を行ったところRI標識ベバシズマブの血中滞留性が認められた。そこで抗体をビオチン化し、アビジンを投与することで血中の放射活性を大きく低減し、血液毒性を低減することに成功した。担がんマウスを用いた検討において、治療用のY-90標識ベバシズマブの投与により、腫瘍増殖抑制効果を示したが、ビオチン-アビジンシステムを利用することで、投与放射能を2倍にすることができ、その分、治療効果を増強することができた。本手法は臨床においても利用可能であると考えられ、Y-90標識ベバシズマブを用いたTNBCの治療の可能性を示すものである。以上より本研究は順調に進んでいると言える。乳癌の治療において適切な薬物療法を行うことは重要であるが、トリプルネガティブ乳癌(TNBC)に対する有効な分子標的薬剤は存在しておらず、その開発が強く望まれている。一方、治療用の放射性核種(RI)を結合した分子標的薬剤を用いた「分子標的RI内用療法」は、新たな分子標的治療薬として注目され、既に臨床利用されている。そこで本研究ではTNBCに対する新たな分子標的治療薬として、血管内皮細胞増殖因子(VEGF)に対する抗体に治療用のRIを結合したRI標識抗体による治療を試みた。本年度はプレターゲティング法の有用性検討として、ビオチン化ベバシズマブを投与後、アビジンを用いて血中のベバシズマブをクリアランスさせ、その後診断用のインジウム-111(In-111)で標識したストレプトアビジンを投与することとした。担がんマウスにおける体内分布実験を行ったところ、In-111標識ストレプトアビジンは、抗体に比べて血液クリアランスが非常に速やかであり、投与早期から腫瘍への集積性を示した。しかしながらその集積量は抗体の場合に比べて低かった。続いて治療用RIであるイットリウム-90(Y-90)で標識したストレプトアビジンを用いて、同様のプレターゲティング法による治療実験を行った。マウスに対して投与可能な放射能は期待していたよりも高くすることはできなかった。その結果、ある程度の治療効果は認められたものの、Y-90標識ベバシズマブ+アバスチンの治療効果に比べると効果は不十分であった。今後はビオチン化ベバシズマブとアビジンのシステムを用いた治療実験を行い、従来のRI標識抗体による治療法と副作用および治療効果を比較する。また他の方法として、抗体そのものをRI標識するのではなく、後からRI標識した抗体に結合する分子を投与するプレターゲティング法についても検討を行う。まずはIn-111標識体による体内分布実験を行い、有用な方法が開発できれば、治療実験へと進める。今後はさらなる治療効果の向上を目指して、プレターゲティング法等の他の治療戦略についても検討していく予定である。また、ビオチン-アビジンシステム以外の方法で、血中の放射活性を低減可能かどうかについても検討を行う予定である。金額調整をおこなわず、予算内で収まるように物品を購入したため、少額の残が生じた。
μg試料のマイクロコイルNMRによる微小単結晶への水素吸蔵と新規物性の解明

二酸化炭素を排出しないクリーンな燃料であり、かつ場合によっては爆発する危険性を持った水素ガスを安全に貯蔵・運搬できる新規な物質について、水素貯蔵のメカニズムおよび吸蔵状態の基礎研究を行った。水素ガス一気圧下で銅イオンもしくはロジウムイオンと有機分子で構成され、1gあたり4050mlの水素ガスを吸蔵する物質について、中性子を用いた分光法や安定同位体である重水素分子(2H2またはD2で示す)の核磁気共鳴分光法により、水素ガスを吸蔵・貯蔵できる錯体物質の特異な性質の解明と取り込まれた水素分子の動きや量子論的挙動を詳しく調べ、さらに多くの水素ガスを安全に貯蔵できる物質開発への指針を得た。また、微量な試料でも検査できるマイクロコイル核磁気共鳴分光法の開発を行い、水素吸蔵以外でも新規な磁性(磁場応答)、誘電性(電場応答)の特異な挙動を示す物質の基礎研究を行った。水素吸蔵金属錯体[Rh(II)_2(bza)_4(pyz)]_nの配位子の運動状態の解明:水素吸蔵状態を調べる前にRh(II)_2二核ユニットを構成する配位子である安息香酸イオンのフェニル基と、二核ユニットを結び一次元鎖を作るピラジンの運動状態を、それぞれを重水素化した試料について、重水素核NMRにより調べた。その結果、両者ともに室温では1MHz以上の速さで180°フリップ運動をしており、活性化エネルギーは40および49kJ/molであり、結晶格子は柔らかいことがわかった。[Rh(II)_2(bza)_4(pyz)]_nへの重水素分子の吸蔵状態の解明:自作の液体ヘリウム用クライオスタットに重水素ガス導入システムを構築した。81Kにおいて重水素ガス圧760mmHgで重水素分子を吸蔵させた粉末錯体試料の重水素核固体NMRスペクトルは半値幅30kHzの特徴ある線形を示すことを見出し、回転量子数J=0のOrtho-D_2は取り込まれず、電気四極子モーメントを持ち分子間引力が強いJ=1以上の分子が優先的に吸蔵されることがわかった。しかも半値幅30kHzは、通常の固体重水素では数十mKまで冷却しないと実現しない分子配向秩序を示しており、この錯体中でJ=1以上の重水素分子は比較的強く束縛されていることを見出した。重水素ガス圧を76020mmHgの間で変化させて同様のスペクトルを測定した結果、400mmHgを境に吸蔵状態の変化および運動状態の変化が起こることも見出した。重水素ガス圧760mmHgでの重水素核固体NMRスペクトルの温度変化(25300K)の測定により、取り込まれた重水素分子の運動状態の温度変化を観測した。微小単結晶のマイクロコイルNMR測定の準備:NMR用マイクロコイルをセットする一軸回転型非磁性ゴニオメータを作製した。また、このプローブに液体ヘリウム温度領域まで重水素ガスを導入でき、かつ単結晶を外部磁場に対して回転できるシステムを設計し、一部試作した。1.[Rh(II)_2(bza)_4(pyz)]_nへの重水素分子の吸蔵状態の解析:昨年度測定したRh錯体中に取り込まれた重水素分子の重水素核NMRスペクトルは、少なくとも古典論による解析では重水素分子軸の2サイトフリップで説明できこのフリップ角が温度変化することが解った。重水素分子は一種類で説明できる。2.[Cu(II)_2(bza)_4(pyz)]_nへの重水素分子の吸蔵状態:[Rh(II)_2(bza)_4(pyz)]_n錯体とほぼ同様な結晶構造を持つCu(II)錯体について、ピラジン配位子(pyz)と安息香酸イオン(bza)のフェニル基を重水素化し、これらの運動性を重水素核固体NMRスペクトルにより調べた。その結果、250K以上でこれらは180°フリップ運動をして入るものの、Rh(II)錯体に比べ運動が遅く、Cu(II)錯体のほうが、Rh(II)錯体よりも結晶格子は硬いことがわかった。さらに重水素ガス圧755mmHgで錯体中に取り込まれた重水素分子の重水素核固体NMRスペクトルの温度変化(25160K)を測定した結果、Cu(II)錯体では少なくとも2種類の運動性が異なる重水素分子が存在すると考えられる。Rh(II)錯体とこれより磁性が強いCu(II)錯体のいずれも現在のところ明確なオルト・パラ変換による線形の変化は観測されない。さらに磁性の強いMn,Co錯体へも研究を展開する。

3.マイクロコイルNMR:マイクロコイルNMRプローブの更なる改良を行い、スピン1/2の一次元Cu^<II>磁性鎖を持つ[CuCl_2(pyrazine)_2]_nの重水素化した単結晶(0.21×0.30×1.8mm)のシフト範囲±3000ppm以上に及ぶ重水素核NMRスペクトル線20本(期待される数)を、室温でわずか1時間の積算でS/N良く検出することに成功した。1. [Rh(II)_2(bza-d5)_4(pyz-d_4)]_n(3H_2)の中性子非弾性散乱:新たに5g合成した完全重水素化したRh錯体中に水素圧1気圧下および0.5気圧下で吸蔵された軽水素H_2の25Kおよび80Kにおける中性子非弾性散乱(energy transferおよびmomentum transfer)を測定することにより、ホスト格子中での水素分子の量子的回転準位間のエネルギー差を直接観測した。その結果、前年度までに固体NMRで予測していた、回転の束縛ポテンシャルが異なる2種類のサイトがあること、および束縛ポテンシャルがかなり強いことを明確にした。軽水素H_2を重水素D_2に換えた物質についても重水素D_2分子の回転エネルギー準位を決定することに成功し、ホスト格子への吸蔵状態は軽水素とほぼ同様であることを解明した。このホスト格子中では80Kでも、4Kの固体水素よりもはるかに強く束縛されていることがわかった。2. [Cu(II)_2(bza-d5)_4(pyz-d_5)]_n(3H_2)の中性子非弾性散乱: 1.と同様に完全重水素化したCu錯体中に、水素圧1気圧下で吸蔵された軽水素H_2の25Kおよび80Kにおける中性子非弾性散乱を測定した。その結果、Cu錯体中での水素分子の回転束縛状態はRh錯体中でのそれとは異なっていることを見出した。特に各回転準位への分子の分布状態が大きく異なっており、ホスト格子と水素分子の引力とも密接に関連するオルソ・パラ変換と関係すると考えられ重要な知見であり、今後の研究展開につなげる。3.重水素化したフェニトイン結晶のサブミクロン粒子を合成し、DSCによる熱測定固体NMRによる分子運動性を調べた。その結果、バルク結晶と比べ、協同現象である相転移は大きく過冷却するが、分子の運動は大きくは変化しないことを見出した。
ＧＰＳ追尾機能付放射線検出器と新型段ボール構造遮蔽材による除染廃棄物運搬容器開発

本研究課題では,東日本大震災による福島第一原子力発電所事故からの復旧・復興に向けて,福島県内で実施された除染によって大量に発生した除染廃棄物を運搬する際の,住民の安心安全確保のために,放射線を遮蔽することができるダンボール構造の複合材料と,着脱可能なGPS機能を有した放射線検出器を開発し,リアルタイムモニタリング可能な除染除去物運搬ケースの開発を行う.2018年度は主に,(1)ガラスマットを用いた放射線遮蔽効果の評価,(2)遮蔽効果へ与える金属元素と濃度の影響,(3)曲げ試験評価,(4)放射線計測システムの概念設計を行った.(1)はマット状のガラス繊維,積層用低臭気ポリエステル樹脂を用いた.酸化銅粉末を樹脂重量に対して9.1%,16.7%,33.3%,44.4%添加したFRPを作製し,セシウム137密封線源を使用して遮蔽効果の評価を行った.比較材料として厚さ1mmの鉛板を用いた.その結果,44.4%添加したFRPで1mmの鉛板と同程度の遮蔽効果を確認できた.また,作製したFRPの断面を,走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察を行い,繊維と樹脂,金属粒子の分布の様子をエネルギー分散型X線分光法(EDX)を使って母材中にどのように銅粒子が分布しているかを調べた.銅粒子は樹脂中よりガラス繊維近傍に多く存在していることが確認でき,樹脂中へ均一に分散させることが遮蔽効果を高めることにつながると推測している.(2)は酸化銅,硫酸バリウムを用いて比較を行った.明確な違いは確認できず,樹脂内部での分散方法を検討する必要がある.(3)はFRPの三点曲げ試験を行い曲げ強度の評価と曲げ破壊の観察を行った.(4)はGPS機能と無線通信機能を有した放射線計測システムの概念設計と試作を行いつつ,GPS機能を有する無線通信部品の調査を行った.FRPに金属粉末を添加することで,遮蔽効果を付与することができることを確認できた.また,樹脂中へ金属粉末を沈殿させずに均一に分散させることが遮蔽効果の向上につながると考えている.曲げ強度については,金属粉末の添加によって曲げ強度が低下することを確認したが,アルミ合金とほぼ同程度であったことから,除染廃棄物運搬容器でも使用可能な強度を有していることがわかった.GPS機能と無線通信機能を有した放射線計測システムの概念設計と試作ができた.樹脂中への金属粉末を沈殿させずに均一に分散させることが鍵となることから,金属粉末の分散方法について検討を行い,実験によりその影響を確認する.また,原子量の異なる酸化銅と硫酸バリウムを添加したFRPで遮蔽効果に大きな違いが確認できなかったことから,遮蔽効果の評価方法,放射線計測方法について,再度検討を行う.本研究課題では,東日本大震災による福島第一原子力発電所事故からの復旧・復興に向けて,福島県内で実施された除染によって大量に発生した除染廃棄物を運搬する際の,住民の安心安全確保のために,放射線を遮蔽することができるダンボール構造の複合材料と,着脱可能なGPS機能を有した放射線検出器を開発し,リアルタイムモニタリング可能な除染除去物運搬ケースの開発を行う.2018年度は主に,(1)ガラスマットを用いた放射線遮蔽効果の評価,(2)遮蔽効果へ与える金属元素と濃度の影響,(3)曲げ試験評価,(4)放射線計測システムの概念設計を行った.(1)はマット状のガラス繊維,積層用低臭気ポリエステル樹脂を用いた.酸化銅粉末を樹脂重量に対して9.1%,16.7%,33.3%,44.4%添加したFRPを作製し,セシウム137密封線源を使用して遮蔽効果の評価を行った.比較材料として厚さ1mmの鉛板を用いた.その結果,44.4%添加したFRPで1mmの鉛板と同程度の遮蔽効果を確認できた.また,作製したFRPの断面を,走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察を行い,繊維と樹脂,金属粒子の分布の様子をエネルギー分散型X線分光法(EDX)を使って母材中にどのように銅粒子が分布しているかを調べた.銅粒子は樹脂中よりガラス繊維近傍に多く存在していることが確認でき,樹脂中へ均一に分散させることが遮蔽効果を高めることにつながると推測している.(2)は酸化銅,硫酸バリウムを用いて比較を行った.明確な違いは確認できず,樹脂内部での分散方法を検討する必要がある.(3)はFRPの三点曲げ試験を行い曲げ強度の評価と曲げ破壊の観察を行った.(4)はGPS機能と無線通信機能を有した放射線計測システムの概念設計と試作を行いつつ,GPS機能を有する無線通信部品の調査を行った.FRPに金属粉末を添加することで,遮蔽効果を付与することができることを確認できた.また,樹脂中へ金属粉末を沈殿させずに均一に分散させることが遮蔽効果の向上につながると考えている.曲げ強度については,金属粉末の添加によって曲げ強度が低下することを確認したが,アルミ合金とほぼ同程度であったことから,除染廃棄物運搬容器でも使用可能な強度を有していることがわかった.GPS機能と無線通信機能を有した放射線計測システムの概念設計と試作ができた.

樹脂中への金属粉末を沈殿させずに均一に分散させることが鍵となることから,金属粉末の分散方法について検討を行い,実験によりその影響を確認する.また,原子量の異なる酸化銅と硫酸バリウムを添加したFRPで遮蔽効果に大きな違いが確認できなかったことから,遮蔽効果の評価方法,放射線計測方法について,再度検討を行う.物品費において,材料切断のための刃物や繊維,樹脂を購入する予定であったが,購入済みのものを使用したことで,新規に購入する必要が無かったため,次年度使用額が生じた.2019年度は新たに繊維や樹脂,ホモジナイザーなどを購入し,次年度使用額を生じない予定である.旅費については,福島高専所有の簡易放射線計測システムを使用した評価を主に実施したため,富山高専に出張しての放射線計測が無かった.簡易放射線計測システムでは信頼性が低いため,2019年度は富山高専に出張して放射線計測を実施する予定である.