hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
鉄鋼精錬スラグを原料とした蓄熱システム用吸着剤の開発

ゼオライトへの水蒸気吸着熱を利用した蓄熱システムはエネルギー密度が高いことおよびプロセスの自由度の高さから注目されている。A型ゼオライト(M_x[Al_xSi_<1-x>O_2]・nH_2O)は構成組成としてSi:Alがモル比で最高1:1であるため、ゼオライトの中でも親水性が高く水蒸気吸着特性に優れる。高炉スラグは、SiO_2-Al_2O_3-CaO-MgOから構成されているため、CaやMgがA型ゼオライト中にMとして取り込まれることを考えれば、A型ゼオライト合成の有力な原料である。以上を踏まえ、SiO_2-Al_2O_3-CaO三元系合成スラグおよび実プロセスで得られた高炉スラグを原料として、NaOH溶液中でA型ゼオライト合成を目的としたアルカリ水熱合成を行った結果を以下に示す。2.合成されたA型ゼオライトは873Kまで安定であった。3.高炉スラグから水熱合成によりA型ゼオライトを合成するためには成分調整が必要であった。含有されるCaO+MgO含有量を減少させるほどアルカリ水熱処理後の生成物中A型ゼオライトの割合が増加した。A型ゼオライトを合成するためにはCaO+MgO<30mass%にすることが必要である。4.ボールミル型反応容器を使用することで、28.8ksと短時間でA型ゼオライトが形成されることを確認した。5.CaO+MgO=15mass%と成分調整した高炉スラグからの生成物では、昇温に伴い水蒸気脱離に伴う吸熱が確認され、蓄熱材料としての有用性が示唆された。吸着熱を利用した蓄熱システム用の吸着剤の合成を目的として、鉄鋼精錬スラグを原料としたアルカリ水溶液水熱合成処理を行い、合成条件と生成相の関係を調べ、以下の結果を得た。1.電気抵抗加熱炉を使用して試薬の酸化カルシウム、酸化ケイ素、酸化アルミニュウムを溶解後に急冷し、合成スラグを作成した。得られた合成スラグならびに高炉スラグ(水砕スラグ)を粉砕後、オートクレーブにて3N水酸化ナトリウム水溶液中で100200°Cに加熱保持後水洗、ろ過して得られた粉末を乾燥後にX線回折により相を同定した。2.上記と同様の試料と3N水酸化ナトリウム水溶液、ならびに炭化ケイ素ボールを収めたテフロン製の容器を100200°Cに保持しながらモーターにより回転させ、粉砕処理を行いながら水熱合成を行った。3.生成相は試料の組成にも依存するが、標準的な高炉スラグを想定した組成においては、上記1の合成法では主として水酸化カルシウムが得られ、2の合成法では主としてトバーモライトが得られた。4.トバーモライトは水蒸気吸着能力の大きな物質であり、当初本研究で目標としていたゼオライト類に比べて高温安定性に優れる事から、高温での使用が可能な蓄熱用吸着剤として期待できる。A型ゼオライト(M_x[Al_xSi_<1-x>O_2]・nH_2O)は構成組成としてSi : Alがモル比で1:1であるため、ゼオライトの中でも親水性が高く水蒸気吸着特性に優れる。高炉スラグは、SiO_2-Al_2O_3-CaO-MgOから構成されているため、CaやMgがA型ゼオライト中のNaと置換することを考えれば、A型ゼオライト合成の有力な原料である。

以上を踏まえ、SiO_2-Al_2O_3-CaO三元系合成スラグおよび実プロセスで得られた高炉スラグを原料として、NaOH溶液中でA型ゼオライト合成を目的としたアルカリ水熱合成を行った結果を以下に示す。2、合成されたA型ゼオライトは873Kまで安定であった。3、高炉スラグから水熱合成によりA型ゼオライトを合成するためには成分調整が必要であった。含有されるCaO+MgO含有量を減少させるほどアルカリ水熱処理後の生成物中A型ゼオライトの割合が増加した。A型ゼオライトを合成するためにはCaO+MgO<30mass%にすることが必要である。4、ボールミル型反応容器を使用することで、28.8ksと短時間でA型ゼオライトが形成されることを確認した。5、CaO+MgO=15mass%と成分調整した高炉スラグからの生成物では、昇温に伴い水蒸気脱離に伴う吸熱が確認され、蓄熱材料としての有用性が示唆された。
14-16世紀イギリスの写本、印刷本を対象としたデジタル書物学的研究

14-16世紀のイングランドで制作された写本および初期刊本を対象として、特に書物がもつパラテクスト要素(挿絵やページレイアウト)に注目しつつ、デジタル書物学的手法をもちいた比較研究をおこない、テクストとパラテクストの相互補完性を具体的に明らかにした。また、書物への書き込みなどのパラテクスト要素に注目しつつ、体系的な書誌調査を初期刊本についておこない、さらに、XMLによるデジタル・エディションや自動画像認識などの書物史研究のためのデジタル・ツールの充実を図った。15-16世紀にフランス語と英語で複数の版が刊行された挿絵入りの教訓書、『羊飼いの暦』の英語版(London, 1556)とフランス語版(Paris,1497)-慶應義塾図書館蔵-を主たる対象として、そのデジタル・エディションを充実させるとともに、同時期に刊行された時祷書刊本との比較研究を、その形態的特徴と内容比較の両面において進めた。『羊飼いの暦』に関する研究成果は、平成22年度中に刊行する予定である。さらなる書物史的比較研究の資料として、15世紀末に北フランスで制作された写本の時祷書について、その内容と挿絵の様式について調査し、その成果を刊行した。慶應義塾図書館が所蔵する西洋神話学に関する初期刊本を対象として、詳細な書誌記述と所有者による書き込みの調査をおこない、そのコレクションの一部を11月に図書館にて展示、解説した。初期刊本の調査により、中世末期から17世紀にかけてのギリシャ・ローマ神話学の受容を書物史的視点から具体的に跡づけることができた。慶應義塾図書館が所蔵する西洋貴重書のオンライン・データベースの発展構築に向けて、日吉メディアセンターが所蔵する貴重書の書誌調査を行い、コレクションの一部を用いて「中世主義」をテーマとした貴重書展を7月から8月にかけて開催した。英語版とフランス語版双方の『羊飼いの暦』に関して、同時期に刊行された印刷本の時〓書との比較研究を行い、両者の間に、テクストと挿絵を中心としたパラテクストの両面に共通性が存在することを明らかにし、この2つのジャンルの書物が、キリスト教の基本教理や実践的知恵を相互補完的に提供する、緊密な関係性のもとに受容されていたことを国際学会における研究発表で論じた。近代初期にヨーロッパで刊行されたギリシャ・ローマ神話学関連図書約100点について、詳細な書誌記述と過去の所有者における書き込み等の調査をおこない、書誌を作成するとともに成果を論文にまとめた。14-16世紀のポピュラーな書物-特に工房生産の時〓書、写字生が挿絵も担当した英語の宗教文学写本、印刷本の時〓書や『羊飼いの暦』などの挿絵入り初期刊本-の同時代的受容について、テクスト本文と挿絵の相互補完性、パラテクストとテクストの関係性、写本のコンテクストがテクスト解釈に与える影響を中心にまとめ、単行本として刊行した。特に挿絵が平信徒の読者によっていかに「読まれた」かを具体的に分析することで、中世後期から近代初期のイギリスおよびフランスにおける書物のポピュラリティを読者層との関係で論じた。キャクストン印行『カンタベリー物語』初版のデジタル画像研究については、画像認識結果の誤認識結果の検討と修正、タグの検討など、XMLによるデジタルエディション作成の準備を進め、査読付き学術誌へ論文を投稿した(現在審査結果待ちである)。16世紀に刊行された「セイラム式」時祷書に関して、デジタル・エディションを作成し、ウェブ・ブラウザでの閲覧を可能にした。15世紀末から16世紀中期にかけて刊行された印刷本の時祷書の学術的校訂版は未だ存在していない現状を考慮すると、XMLによってタグ付けをした2種類のトランスクリプション(diplomaticと略字展開版)で構成されるこのエディションの作成は有意義である。15世紀イングランドの宗教文学写本(大英図書館蔵Additional 37049写本)のテクスト本文と挿絵の相互補完性に関して、挿絵の機能を分類して分析する論文を発表した。また、近代初期にヨーロッパで刊行されたギリシャ・ローマ神話学関連図書約100点について書誌を完成させ、『羊飼いの暦』の初期刊本の比較研究にかんして時祷書との類似点をさらに精査した。オクスフォード大学が主催した「デジタル人文学ワークショップ」に参加し、XMLによるウェブコンテンツ制作に関する最新の動向について学ぶとともに、この分野をリードする関係者とのネットワーク構築をはかった。それに基づきキャクストン版『カンタベリー物語』を例に、今後の初期刊本のXMLエディション構築の方向性を検討した。写本から印刷本文化の移行期に印刷された初期刊本では、頭文字や欄外注釈などは印刷後に手書きで追加された。キャクストン版に関しては、これまでにもその重要性は指摘されてきが体系的な研究はいまだない。そこで本研究では手書き頭文字に注目し、キャクストン版『ポリクロニコン』を具体例として取り上げ、約25点の現存本の調査を行った。それに基づき手書き頭文字の種類の分類や読書に与える影響などに関する考察を国際学会で発表し、パラテクストの一要素であるこうした情報を貴重書のオンラインカタログやXMLエディションにも反映させる意義を提示した。
語感の認知モデルとコミュニケーションに与える影響に関する研究

今年度は,前年度に対象としたインターネット上の言語データとしての名詞と述語による慣用表現の例を,その中身を踏まえてより詳細に調査した.前年度では,インターネット上に存在する誤用の調査をし,人間が誤用をするパターンを調査分析し,誤りのタイプとその原因を分類した.今年度はこの調査対象の数え方を単純なWWWの検索エンジンによる検索ヒット数とせずに,実際に上位50位ほどのサイトを調べ,本当に誤用として使用されているか,誤用ではなく記述上の工夫であるか,などより詳細な割合の調査を行った.また,調査対象のテキストが官公庁や企業など,比較的公共性のあるものであるか,個人に代表される私的なものであるか,または,文体が書き言葉的であるか,話し言葉に近いものであるかなど,情報源の違いによる語の使われ方の違いを調べることにも注力した.語のイメージによって誤用が生まれるかどうかを探るための資料を収集した一方で,インターネット上の情報にはかなりの偏りがあり,言葉によっては,そのインターネット上での使用傾向が一般的な言語の傾向とは言いにくい,という素朴な感触を確かめる結果が見られた.情報源としてインターネット上の文書を用いる研究が多い中で,情報源を吟味することの重要性がデータから見えてきた.語感の決定にインターネット上のデータを定量的に用いるとすると,1つの有効なデータの洗練基準として,情報源の分布の一般性を考慮する必要があることが再認識された.つまり,WWWをコーパスとみたてることはテーマによってはそれほど気軽に行えるものではなかった.また,他の試みとして,テキストの読者による感情移入の対象としての物語文内の登場人物や動物などのキャラクタを認識し,基本的にそれぞれのキャラクタの境遇やキャラクタの容姿,感情に対する描写に掛かる修飾語の語感を元に,読者の感じるイメージを推定するためのデータ整備も行った.今後,物語文内の感情を視覚的に表現する研究を目指しており,そのためのデータとしても発展させていく予定である.本研究では、「語感(ある「言葉」が人に与えるイメージやニュアンス)が情報伝達(コミュニケーション)に及ぼす影響修辞的影響を計算機によって計算する語感の認知モデルの構築を目指している。本年度は、基本語感辞書の作成に重点を置いて研究、調査を行なった。基本語感辞書では、語に対するイメージを、肯定的イメージ、否定的イメージ、どちらとも言えない中間的なイメージという大きく3段階で表すものとし、現在までに、形容詞(形容動詞も含む)約13600語、動詞約5400語(だだし、形容詞、動詞ともに表記や送り仮名の違う同一の語を含む)について検討した。具体的には、肯定、否定のどちらかに属すイメージの尺度として、「喜」「好」「期待」「悲」「嫌」「驚」「恐」「怒」を設定し、一語一語について検討することで進めた。この尺度ではどのイメージにも決められないものが中間的なイメージを持つ語ということとしている。形容詞は、IPAL基本形容詞辞書の見出し語と、先行研究において感性を表わす語としてリストアップされている語を加えて対象を選択した。動詞は、毎日新聞の2000年版の記事から「事件、事故」に関する約15000記事中で頻出の動詞3800と、それ以外のIPAL基本動詞辞書の見出し語を加えて対象とした。また、名詞についても最初のデータとして同新聞の事件、事故記事中の頻出名詞データを用いて約1800語の検討を行なった。ただし、記事の性質上、「逮捕」「犯罪」などの否定的な名詞が多かった。名詞は、名詞単独では語感を決め難いものが多いため、コーパスを用いて目的の名詞の周辺に現われる語の語感を基に名詞の語感を決定する方法を検討している。コーパスとしては比較的手に入りやすい新聞記事と、WWWの様々なページを直接利用する方法を見当し、プログラムの作成にあたっている。本研究では,「語感(ある「言葉」が人に与えるイメージやニュアンス)が」情報伝達(コミュニケーション)に及ぼす影響修辞的影響を計算機によって計算する語感の認知モデルの構築を目指している.本年度は,名詞の語感を決定する周辺文脈データの自動取得と判定手法のモデル化を目指し,WWWを対象に,名詞(主として固有名詞)を与えると,その名詞を含むWWWのページを取得するプログラムの作成を行った.さらに,当該のWWWページ中から目的の名詞を含み,かつ,係り受け関係にあると判断できる文を抜き出すプログラムの作成も行っている.これはWWWをコーパスとみたてたKWICに該当するものであるが,WWWページの選び出しにGoogle APIを利用することで,小規模な研究機関においても豊富なインターネット上の資源を活用できる現実的な実装が行えている.これらにより,文脈データを取得できる.今後辞書とリンクさせて語感の決定を試みる予定である.一方で,取得した情報の日本語としての信頼性が研究を進める上で問題となることが明らかになってきた.現在,収集できるデータには誤用などにより,一般的に正しいといわれる日本語でないものも含まれている.質の良い言語資源のみを使用する立場も考えられるが,言語においては誤用が定着し,新たな意味や語感が生まれることはよくあるため,究極的な正解というものは決定しにくい.また,日常生活においても誤りを含む言語によってコミュニケーションは成り立っているという側面もある.そのため,どの程度の誤りは語感の決定に用いることが妥当であるか調査する必要が出てきた.そこで,本年度の後半では,名詞と述語による慣用表現を例にあげ,インターネット上に存在する誤用の調査をし,人間が誤用をするパターンを調査分析し,誤りのタイプとその原因を分類した.

今後この調査を参考に語感決定に有効なデータの洗練基準を考慮する予定である.今年度は,前年度に対象としたインターネット上の言語データとしての名詞と述語による慣用表現の例を,その中身を踏まえてより詳細に調査した.前年度では,インターネット上に存在する誤用の調査をし,人間が誤用をするパターンを調査分析し,誤りのタイプとその原因を分類した.今年度はこの調査対象の数え方を単純なWWWの検索エンジンによる検索ヒット数とせずに,実際に上位50位ほどのサイトを調べ,本当に誤用として使用されているか,誤用ではなく記述上の工夫であるか,などより詳細な割合の調査を行った.また,調査対象のテキストが官公庁や企業など,比較的公共性のあるものであるか,個人に代表される私的なものであるか,または,文体が書き言葉的であるか,話し言葉に近いものであるかなど,情報源の違いによる語の使われ方の違いを調べることにも注力した.語のイメージによって誤用が生まれるかどうかを探るための資料を収集した一方で,インターネット上の情報にはかなりの偏りがあり,言葉によっては,そのインターネット上での使用傾向が一般的な言語の傾向とは言いにくい,という素朴な感触を確かめる結果が見られた.情報源としてインターネット上の文書を用いる研究が多い中で,情報源を吟味することの重要性がデータから見えてきた.語感の決定にインターネット上のデータを定量的に用いるとすると,1つの有効なデータの洗練基準として,情報源の分布の一般性を考慮する必要があることが再認識された.つまり,WWWをコーパスとみたてることはテーマによってはそれほど気軽に行えるものではなかった.また,他の試みとして,テキストの読者による感情移入の対象としての物語文内の登場人物や動物などのキャラクタを認識し,基本的にそれぞれのキャラクタの境遇やキャラクタの容姿,感情に対する描写に掛かる修飾語の語感を元に,読者の感じるイメージを推定するためのデータ整備も行った.今後,物語文内の感情を視覚的に表現する研究を目指しており,そのためのデータとしても発展させていく予定である.
有向グラフの階層的描画を求めるアルゴリズムの設計

代表的な有向グラフ描画法として,階層的描画を求めるSugiyamaらの方法が知られている.本研究では,この方法の各ステップについて考察し,従来の方法の改良を行った.また,辺交差数と描画幅削減のため,垂直・水平線分のみを用いて辺を描く方法を開発した.さらに,頂点がラベルをもつグラフに対して,グラフ描画を求めた後,できるだけ大きな文字サイズを使ってラベルを配置する方法を提案した.代表的な有向グラフ描画法として,階層的描画を求めるSugiyamaらの方法が知られている.本研究では,この方法の各ステップについて考察し,従来の方法の改良を行った.また,辺交差数と描画幅削減のため,垂直・水平線分のみを用いて辺を描く方法を開発した.さらに,頂点がラベルをもつグラフに対して,グラフ描画を求めた後,できるだけ大きな文字サイズを使ってラベルを配置する方法を提案した.代表的な有向グラフ描画法として,階層的描画を求めるSugiyamaらのアルゴリズムが知られている.この方法は,(i)グラフの非閉路化,(ii)頂点の階層割当て,(iii)各階層における頂点順序の決定,(iv)頂点位置の決定,という4段階よりなり,各段階において,ある評価基準に着目した最適化問題を考え,それを発見的手法により解いている.本研究の目的は,各段階で他の評価基準も同時に考えることなどにより,このアルゴリズムを改良すること,および頂点がラベルをもつ有向グラフについての描画アルゴリズムを設計することである.平成19年度は主に前者について研究を行い,以下の成果を得た.1.上記の段階(i)では,従来,描画中の帰還辺の本数を減らすことのみを考えていたが,本研究では,段階(ii)での評価基準である「描画の階層数最小」も同時に考慮するアルゴリズムを提案した.計算機実験を行ったところ,提案手法は,従来の方法に比べ,帰還辺の本数を増やすことなく,最終的に得られる描画の階層数を減らすことができた.2.上記の段階(iii)は,描画における辺の交差数ができるだけ少なくなるように頂点順序を決定するものである.このための方法については,これまで多くの研究が行われており,代表的な手法として重心法が知られていた.本研究では,重心法によって得られた頂点順序に対し,局所探索法により高速に改善を行う方法を提案した.頂点数3070程度のグラフを用いて計算機実験を行ったところ,提案手法は,重心法に比べ,辺の交差を約20%減らすことができた.代表的な有向グラフ描画法として,階層的描画を求めるSugiyamaらの方法が知られている。この方法は,(i)グラフの非閉路化,(ii)頂点の階層割当て,(iii)各階層における頂点順序の決定,(iv)頂点位置の決定と辺の描画,という4段階よりなる.本研究の目的は,この方法を改良すること,および頂点がラベルをもつ場合のアルゴリズムを設計することである.平成20年度に得た結果は以下の通りである.1.上記の段階(i)では,従来,描画中の帰還辺の本数を減らすことのみを考えていたが,昨年度,別の評価基準である「描画の階層数最小」をも同時に考慮する方法を提案した.本年度はこの方法をさらに改良し,帰還辺数,階層数の両方に関してより優れた描画を求め得ることを計算機実験によって示した.2.上記の段階(ii)については,階層幅が指定されているときに階層数最小を目指した方法が知られていた.本研究では,この方法の後処理として,頂点の階層間移動を繰り返し行うことにより辺のスパンの総和を削減するアルゴリズムを提案した.3.辺の描画(段階(iv))に関して,垂直・水平線分からなる折れ線で各辺を描く方法を提案した.この方法は,異なる辺が線分を共有することを許しており,従来のように各辺を直線で描く方法に比べて,辺の交差数を大幅に削減することができる.4.平面上の点集合と目標とするラベル配置率P[%]が指定されたときに,配置率がP以上になるラベル配置で,文字サイズをできるだけ大きくするものを求める発見的手法を提案した.さらにその方法を,グラフ描画への頂点ラベル配置に適用できるように拡張した。
3次元光導波路不連続の高度解析法の開発と新機能フォトニック結晶光波回路素子の探索

フォトニック結晶導波路に代表される周期構造導波路まで含め、任意異方性材料からなる光導波路の伝送特性解析のための有限要素法および有限要素時間領域ビーム伝搬法の開発とその高性能化と高速化を行った。以下にその成果のいくつかについて述べる。開放系の問題を有限要素法を用いて解くときには無限領域をいかに取り扱うかが問題となる。完全整合層を用いた境界条件は有用な方策の一つであるが、従来は解析領域が矩形であることを想定していた。その一方で、有限要素法は任意形状への適用性に優れた解析法であり、解析領域も任意の形状を選ぶことができる。ここでは、座標変換を利用することで、任意方向に向いた境界に対して簡便に適用できる完全整合層を考案し、極めて汎用性の高い有限要素法の開発に成功した。フォトニック結晶導波路は超小型の光素子を実現できるものと期待され、さまざまな光デバイスが提案されているが、ここでは、機能デバイスとして、液晶が注入されたフォトニック結晶カップラーを用いた光スイッチを提案し、数値シミュレーションにより動作を確かめた。従来の結合長の差を利用するカップラーに対して、ここで提案したカップラーはフォトニック結晶カプラーに特有のデカップリング現象を利用しているため、デバイスの小型化に有効であり、熱光学を利用するスイッチに比べて高速動作が可能である。これまで光導波路の設計は経験によるところが大きく、その場合、これまでにない新しい構造の創出は固定観念にとらわれるため比較的困難である。ここではトポロジー最適化を利用して、欲しい特性を与えることで自動的に光導波路デバイスの構造を発現できるような最適化手法を開発した。光導波路不連続問題解析のための有限要素法として、入出力端での境界条件にモード展開を不要とし、代わりに完全整合層を用いた有限要素法を任意の角度でポートが接続される場合、任意の異方性材料が用いられた場合に拡張した。この成果を踏まえ、磁気光学材料を用いて構成されるフォトニック結晶導波路を用いた光アイソレータの構成を提案した。磁界を基板に垂直な方向に印加した場合と任意の角度で印加した場合について検討を行い、まず、磁界を基板に垂直な方向に印加した場合について、光方向性結合器型のアイソレータを考え、非相反導波路結合器のスーパーモードを算出し必要とされる結合長を算出し、実際に伝搬解析を行いアイソレータとして動作することを確認した。また、デバイス長を短くするためにはどうすれば良いかの検討を行い、コンペンセンイション・ウォールを用い、導波路直近の空孔を調整することでデバイス長を短くできることを確認した。任意方向に磁場を印加した場合として、TEモード、TMモード変換を利用したアイソレータの提案も行った。光導波路スイッチとして、誘電体スラブ型フォトニック結晶の空孔に液晶を満たした方向性結合器型の光スイッチを提案した。ここでは、2次元のモード解析の結果を用いて、フォトニック結晶特有の現象である非結合状態を利用した光スイッチが実現できることを示し、実際に伝搬解析によりスイッチング特性を調べ、続いて、3次元のモード解析、伝搬解析により、実際の有限膜厚のスラブ型フォトニック結晶でスイッチング動作できることを確認した。また、結合器の入出力部に接続される曲がり部の損失を低減しするため、導波路部に大きな空孔を配し、その空間位相をπだけシフトした導波路を提案した。この構造では、液晶の大きな屈折率変化を直接利用できるという利点もある。
測度距離空間上に定義されるリッチ曲率を用いた有向グラフの大域的性質の究明

当該年度は,昨年度から継続して行っていた有向グラフ上のcoarseリッチ曲率に関する研究で3つの研究成果を挙げ,成果を論文にまとめ公表した.加えて,新たに「至る所でcoarseリッチ曲率が正の値を持つグラフの構成」について研究を行い,成果を挙げた.有向グラフ上に定義されるグラフ距離は非対称であることから,coarseリッチ曲率の定義を有効グラフ上に拡張することは難しいとされていたが,測度距離空間上の幾何学を用いることで,有向グラフ上にcoarseリッチ曲率を定義することに成功した.更に,各辺上のcoarseリッチ曲率が0の値を持つ有向グラフの条件や直積グラフ上のリッチ曲率を明らかにした.また,グラフの一般化である単体的複体やセル複体に注目することでより一般的な設定の下で理論を展開し,「coarseリッチ曲率を用いたグラフラプラシアンの固有値評価」や「セル複体上に定義されるFormanリッチ曲率との関係性」に関して研究を行い,それぞれで研究成果を挙げた.一方で,coarseリッチ曲率が正の値を持つグラフに対してボンネ・マイヤースの定理やビショップ・グロモフの体積比較定理などの大域的性質が成り立つことから,coarseリッチ曲率が正の値を持つグラフに注目した.Coarseリッチ曲率が正の値を持つグラフは完全グラフ以外あまり知られてない.そこで,2つの完全グラフを幾つかの辺で結び,m-gluingグラフと呼ばれる新たなグラフを構成し,そのm-gluingグラフのcoarseリッチ曲率が正の値を持つための条件に関する定理を示した.本研究成果は,論文にまとめたが,今年度,就職が決まり,翌年度の特別研究員奨励費を辞退することとなったため,2019年度にまとめた論文を国際雑誌に投稿し,継続して研究を行っていく.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
オノマトペの音象徴性を利用した触質感認知メカニズムの解明とその工学的応用

本研究は,触覚における質感認知を研究する上で,「さらさら」「ざらざら」といった手触りのオノマトペに着目し,その音韻の音象徴性(音韻とそれが生み出す共通の感覚イメージの関係)を利用して,触質感認知の主要因を特定することを目的とした.触素材に対するカテゴリ化(材質感認知)や快不快の判断(感性的質感認知)と,その触素材を表象するオノマトペが含む音韻との関係を被験者実験によって明らかにし,材質感認知と感性的質感認知の主要因を,音象徴性を介して統一的に調べた.オノマトペの音韻のみからでも触素材が持つ触質感を予測可能にし,触素材の推奨システムに応用することを目指した.課題1として,音韻から触質感を予測できるようにすることを目指した.質感評価に関連する43対の形容詞評価尺度ごとに,被験者に7段階での印象評価を求める調査を実施した.得られたデータを用いて数量化理論I類による分析を行い,全音韻のカテゴリ数量を算出し,任意のオノマトペ表現の印象予測値を算出できるようにした.オノマトペの音韻と触質感の関係性の体系化を行い,オノマトペの音韻を入力するだけでそのオノマトペが表象するであろう質感を出力する質感評価システムを実装することに成功した.課題2として,オノマトペを利用した触素材推奨システムの構築を目指した.課題1により作成したシステムにより,触質感を表すオノマトペとその音韻の二次元分布図を作成した.オノマトペで表される触質感をもつ50個の触素材サンプルを標準化した.これらの触素材の手触りを所定の7対の形容詞評価尺度で被験者に評価させ,評価値を用いて多次元尺度構成法で触素材の関係性を特定し,触素材の二次元分布図を作成した.この触素材の二次元分布図とオノマトペの分布図を重ね合わせることで,両者の関係性のマッピングに成功し,オノマトペから触素材を推奨するシステムの基礎の作成に成功した.24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、触覚における質感認知を研究する上で,「さらさら」「ざらざら」といった手触りのオノマトペに着目し,その音韻の音象徴性(音韻とそれが生み出す共通の感覚イメージの関係)を利用して,触質感認知の主要因を特定することである.この目的を遂行するため,平成23年度は以下のように進めた.被験者に様々な物理特性を持つ触素材に触れてもらい,各質感をオノマトペで表現してもらうと同時に提示された複数の質感評価尺度について評価してもらうという被験者実験を行った.触感におけるオノマトペの有効性を検討した結果,様々な触感の素材に対して,オノマトペは感性語よりそれぞれの素材において異なった表現が用いられる傾向にあり,特に素材をなぞったときに感じる表面状態の評価に有効的であることが示唆された.さらに,オノマトペの音素と触感の快-不快には一様の傾向が見られた.これらのことから,オノマトペは感性的質感認知と物理特性の知覚が融合したヒトの触感認識を表す表現として適していることが示唆された.また,オノマトペに基づいて網羅性のある素材を収集し,触感認識に重要な要因について再考した結果,6つの因子が抽出され,従来研究と共通する因子に加え,新たな因子を抽出することができた.さらに,質感を表す際に用いられるオノマトペ300語について,質感評価に有効な60対の評価尺度で被験者に評価してもらう調査を行い,質感評価とオノマトペの音韻との関係を定量化するためのデータを取得した.本研究は,触覚における質感認知を研究する上で,「さらさら」「ざらざら」といった手触りのオノマトペに着目し,その音韻の音象徴性(音韻とそれが生み出す共通の感覚イメージの関係)を利用して,触質感認知の主要因を特定することを目的とした.触素材に対するカテゴリ化(材質感認知)や快不快の判断(感性的質感認知)と,その触素材を表象するオノマトペが含む音韻との関係を被験者実験によって明らかにし,材質感認知と感性的質感認知の主要因を,音象徴性を介して統一的に調べた.オノマトペの音韻のみからでも触素材が持つ触質感を予測可能にし,触素材の推奨システムに応用することを目指した.課題1として,音韻から触質感を予測できるようにすることを目指した.質感評価に関連する43対の形容詞評価尺度ごとに,被験者に7段階での印象評価を求める調査を実施した.得られたデータを用いて数量化理論I類による分析を行い,全音韻のカテゴリ数量を算出し,任意のオノマトペ表現の印象予測値を算出できるようにした.オノマトペの音韻と触質感の関係性の体系化を行い,オノマトペの音韻を入力するだけでそのオノマトペが表象するであろう質感を出力する質感評価システムを実装することに成功した.課題2として,オノマトペを利用した触素材推奨システムの構築を目指した.課題

1により作成したシステムにより,触質感を表すオノマトペとその音韻の二次元分布図を作成した.オノマトペで表される触質感をもつ50個の触素材サンプルを標準化した.これらの触素材の手触りを所定の7対の形容詞評価尺度で被験者に評価させ,評価値を用いて多次元尺度構成法で触素材の関係性を特定し,触素材の二次元分布図を作成した.この触素材の二次元分布図とオノマトペの分布図を重ね合わせることで,両者の関係性のマッピングに成功し,オノマトペから触素材を推奨するシステムの基礎の作成に成功した.24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度の研究計画に記載した手順13までの2までは達成した.手順3に記載したシステムの実装はまだ行っていないが、実装に必要なデータはそろったため「おおむね順調に進展している」と評価した.24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度までに集めたデータを解析し,システム実装を行う.
テーラーメイド食品をめざした新規構造澱粉の作出と物性制御に関する研究

日本晴を親にして、澱粉合成酵素の働きを抑えて特性を変化させた変異体米(SSIIIa)を作出し、その米の精白米と分離した米澱粉の特性を検討した。その結果SSIIIaの精白米は、日本晴と近似していたが、炊飯によって縦に長くなる形状で、粘らずもろい特性を示した。これらの特徴は、澱粉中のアミロペクチンの構造変化によるもので、国内産米の利用の拡大につながると期待された。本研究は、イネの遺伝子組み換え技術ではなく、自然交配による変異体米の作出により、ユニークな構造を持つ米および米澱粉を創出するとともに、その澱粉構造とレオロジー特性の相互関係を明らかにすることで、新規構造澱粉がもつ新しい機能性を利用した「テーラーメイド食品」の開発をめざすことを目的とした。本年度で得られた成果は、日本晴れのイネゲノム中のスターチシンターゼIIIa(SSIIIa)変異体米の分子構造および物性を検討した結果、SSIIIa変異体米胚乳澱粉のアミロペクチンは、短鎖が減少し長鎖が増加してた構造を示すことを明らかにした。また、その分子量は日本晴れに比較して小さくなっていた。物性の粘度特性が著しく低く、粘弾性も低い糊液を形成することが明らかとなった。この要因として、胚乳澱粉の短鎖と長鎖の存在割合において、著しく短鎖が少なく、分子量が小さいことから水分散系において、分子間のネットワークが形成されにくいものと推測された。また、このアミロペクチンの分子構造の変異はダイナミックであり、澱粉合成酵素のアイソザイムであるSSIIIaは、イネ胚乳澱粉合成酵素の中でも、アミロペクチンの分子構造を形成する上で、重要な役割を果たしていることを明らかにした。米粒としての特徴では、SSIIIa変異体米は炊飯後は米粒が大きく伸長し、炊飯米の物理的特性は、1粘りがなくもろい特性を示し、インディカ種に煮た特性を示したため、調理加工への利用が期待された。【研究の目的】本研究では、直鎖伸長酵素の1つであるSSIIIa活性を欠失させたイネの作出を行い、その変異体米胚乳澱粉の構造と物性を明らかにし、澱粉合成のメカニズムの解明と、利用をめざした新規澱粉の作出の可能性を模索した。また、これらの澱粉糊液の粘弾性発現に寄与する要因について、糖転移酵素を用いてアミロースおよびアミロペクチンの分子鎖を再配分して澱粉の構造変化と物性を測定し、粘弾性発現に影響する構成鎖長について検討することを目的とした。【研究経過報告】イネ胚乳内でアミロペクチンの合成に関与していると考えられているSSIIIa活性が欠失した変異体を作出し、その胚乳から分離精製した澱粉を試料とし、日本晴れ(野生型)を対象とした。SSIIIa変異体米の米粒は、形態および米粒の重量ともに野生種(日本晴れ)と近似し、SSIIIaの欠失による胚乳澱粉量には変化はなかったが、炊飯米の破断特性は、SSIIIaは明確な破断点を示す脆い炊飯米であるのに対し、日本晴れは破断点を示さない平衡破断で、胚乳中心部と周辺部の澱粉の密度の違いおよび澱粉の構造の違いが示唆された。RVAによるペースト特性は、著しく低い粘度曲線を示し、さらに、SSIIIaは日本晴れに比べて、ペースト特性及び糊液の貯蔵弾性率(G')が低いゲルを形成し、粘弾性のバランスでは、損失弾性率(G")によって示される粘性特性が極めて低い糊液となることが明らかになった。SSIIIaは真のアミロース含量(20.0%)、ELC(4.8%)で超長鎖画分が構成されていることがわかった。平均分子量はSSIIIaは、日本晴れに比べて、分子量および慣性半径ともに小さいことが示された。日本晴(野生型)の変異体米(SSIIIa)を作出し、その米粒および分離澱粉の特性を解析した。その結果、米粒の長さは日本晴および変異体米(SSIIIa)ともにほぼ同じ大きさで、重量および密度ともに日本晴と同程度であり、変異体米であっても通常の胚乳が形成されていることが示された。炊飯した米の形状は、日本晴に比べて縦長の炊飯米であることが分かった。炊飯米の破断特性では、日本晴は平衡破断を示し、SSIIIaは明確な破断点を示す脆い炊飯米であった。表面の付着性は、SSIIIaは日本晴に比べて著しく低い値であり、SSIIIaの炊飯米の特性は、細長い形状でありもろく表面の付着性が低い特性を示すことが明らかとなった。

分離澱粉の糊液の粘度は著しく低く、動的粘弾性は貯蔵弾性率(G')および損失弾性率(G'')ともに顕著に低く、さらに、G'とG''の比で表されるtanδは日本晴れ0.32、SSIIIa0.28となり、SSIIIaが形成するゲルは日本晴に比べ粘性部分が発現している割合が少ない糊液であることが示された。以上の結果から、SSIIIa(変異体米)の特性は、日本晴(野生型)と比較して、澱粉蓄積量は同程度であり、その炊飯米はもろく表面の付着性が低い特性を持つことが分かった。また、精白米粉のペースト特性では、著しく粘度が低い米粉ペーストであり、澱粉糊液の粘弾性特性においても、著しく粘度の低い特性を持つことが明らかとなった。SSIIIaは米粒および精白米粉、分離澱粉は、低付着性、低粘度特性および難消化性成分を有する国内産米として利用できると考えられた。
光スクイーズ装置を用いた能動的信号増幅システムの開発

重力波検出器を構成する光共振器をわずかに共振からずらすことで、輻射圧による復元力が働き、光バネが形成される。光バネの共振周波数で重力波に対する感受率が向上するため、非線形光学素子を用いて光バネの共振周波数を上昇させることで、中性子星連星合体などといった高周波の重力波の観測が可能となる。我々は東工大にプロトタイプ機を製作し、非線形光学素子を組み込んだ、シグナルリサイクリング干渉計の二自由度同時制御に成功した。本技術は、ドイツの第二世代検出器GEO-HFの将来計画としても取り上げられており、今後は、実機への導入に向けたさらなる開発を進めていく。光干渉計のシグナルリサイクリングキャビティにパラメトリック増幅器を導入して広帯域で標準量子限界を超えるような信号増幅を実現することが、本研究の目的である。本年度の目標は、軽量鏡を用いた干渉計の制御を行うことと、パラメトリック増幅器導入の準備を行うことであったが、どちらも当初の目標はほぼ達成できたと考えている。本年度の成果は以下の3つである:(i)信号増幅理論の確立、(ii)軽量鏡干渉計の設置、(iii)パラメトリック増幅器の選定。まず(i)については、11月頃にこれまで単純な信号増幅だと考えていたものが、光バネのダイナミクスの変化であることを発見した。直後に共同研究者であるCaltechのChen教授を訪問し、この点に関して合意に達した。(ii)については、軽量鏡の懸架システム構築に試行錯誤を繰り返した。9月に板バネを用いた1号機を試作、10月にドイツから招へいしたGossler博士らが1号機の問題点を指摘し、ワイヤーを用いた2号機を試作、その後、東工大の学生が2号機で干渉計の制御に成功したが、2号機にも細かい問題が発覚し、3月にアップグレードに着手した。軽量鏡特有の角度不安定性問題については学生がシミュレーションをし、解決のめどが立った。(iii)については、オプトサイエンス社と打ち合わせを行った。また、1月にスクイーズ実験のエキスパートであるドイツのカレイドフスキ博士が来日、東工大でセミナーを行い、この件に関して議論をした。さらに、1月後半には米国へ出張し、MITのスクイーズ実験のエキスパートとも議論をした。パラメトリック増幅器は次年度早々に購入予定で、そのめどは立った。H25年度始めに掲げた年度目標は、(1)非線形結晶に固定鏡干渉計の出力を透過させ、信号増幅を確認することと、(2)軽量鏡を懸架した干渉計にリサイクリング共振器を組み込み、光バネを構成すること、の2点であった。(1)については、予定通り非線形結晶と温度コントローラを米国Raicol社から2組購入し、まず1つ目の結晶を用いて波長1064nmの光から532nmの光の生成に成功、さらにリング共振器に結晶を組み込んで共振器長を制御することで波長532nmの光の生成効率を向上した(SHG)。次に、生成した532nmの光をもう1つの結晶に注入し、それをマイケルソン干渉計の出力ポートに設置してアライメントをとることにより、信号増幅効果の検証を試みた(OPO)。マイケルソンから漏れ出る1064nmの光がOPOで生成する532nmの光とSHGから注入する532nmの光を干渉させることで、異なる結晶で生成された光のコヒーレンスの確認と、OPOのアライメントの調整を行なった。理論的には信号増幅の効果が見えてもおかしくなかったのだが、スペクトル分析しても増幅の効果は確認できなかった。結晶からの後方散乱や、フォトデテクタ表面の不均一性が増幅効果を見えにくくしているのではないかと考えている。また、SHGで生成できる光量が数mW程度と少し低いので、変換効率の向上も課題として見つかった。(2)については、予定通り振り子の改良に時間を費やした。軽量化のために軽量鏡自体に磁石はつけない構成だったが、そのため振り子の共振周波数やQ値の見積もりが難航した。年度後半には磁石をとりつけ、共振周波数が測れるようになり、ワイヤーの張力を変えて10Hz程度に調整することができた。一方で光バネを見るためにシグナルリサイクリング共振器を組み上げたが、まだ光バネは観測できていない。H26年度始めに掲げた年度目標は、(1)非線形結晶における倍波生成効率の向上、(2)軽量鏡を干渉計に組み込んで輻射圧効果を検証する、の2点であった。(1)については、光のモードのマッチング率を向上するなどの改善を施したが、生成効率の向上にはつながらなかった。4枚鏡によるボウタイ型共振器の調整が難しいためと考えられるので、次年度はボウタイ型共振器を線形共振器に作り替えることを検討している。(2)については、大きく進展した。まず、年度始めに軽量鏡の振り子の共振周波数を60Hzから30Hzに減らすことを目標としたが、大幅な改良により8Hzまで下げることができた。さらに装置全体の縦防振を導入し、渦電流ダンピング機構を整えることにより、振り子の性能の改良に成功した。年度の後半には、マイケルソン干渉計とシグナルリサイクリング共振器の同時制御に成功し、伝達関数を測ることにより輻射圧による光バネが観測帯域に見えるかを検証した。光バネは見えなかったが、フィネスや入射光強度からの見積もりとはコンシステントであり、非線形光学素子による信号増幅を導入すれば見えるようになると考えられるところまで来ている。

平成27年度始めに掲げた目標は、(i)二倍波生成効率の向上、(ii)シグナルリサイクリング共振器の安定化、(iii)光バネのシフトの観測、(iv)研究成果の論文化、の4つであった。年度始めの計画書に記載したように、大学内の事情で平成27年2月に実験室の引っ越しを行なわねばならなくなり、半年以上の遅延が発生した。この結果、最終目標である光バネのシフトの観測には至らなかったが、年度後半にいくつか進展は見られた。(i)二倍波生成効率の向上については、大学院生がSHG共振器のモードマッチングの調整を行い、生成効率が大幅に向上し、非線形結晶の変換効率から計算される値に到達した。(ii)シグナルリサイクリング共振器の安定化については、安定化に必要なRF光検波器の製作に着手し、順調に進んでいる。(iii)光バネのシフトの観測については、既述のようにその段階には至っていないが、(iv)研究成果の論文化という点に関しては、理論部分をまとめて論文を執筆し、国内外から高い評価を得た。その中の議論の一つとして、本研究で扱うシステムが光学的に不安定なのではないかという指摘があり、年度の後半は研究室の学生と共にその問題の理論的検証を行なった。この点については現在も進行中である。平成27年2月に開始した実験室の引っ越しは、7月くらいまで続いたが、以前の実験室と比べて実験環境は顕著に改善された。建物の中にクラス100のクリーンブースを建設し、クリーン環境下で干渉計実験を遂行できるようになった。共振器のフィネスも向上しており、二倍波生成効率の向上につながっている。平成28年1月には本研究の最終年度延長手続きをとり、平成28年度には光バネのシフトの観測まで実現する予定である。既述のように、平成27年2月に大学内の事情で実験室の引っ越しを行なわなければならなくなり、少なくとも半年の遅延が生じた。平成27年度後半には実験を再開したものの、最終目標である光バネのシフトの観測までは至らず、平成28年1月に最終年度延長の手続きをとった次第である。本研究の目的は、非線形光学素子を干渉計型重力波検出器のシグナルリサイクリング共振器の中に組み込むことで、キロヘルツ帯の感度を改善する手法の開発である。現在運転もしくは開発中の第二世代検出器では、干渉計のバンド幅が数百ヘルツにあり、キロヘルツ帯では感度がそれほどよくないことが知られている。一方で、中性子星連星の合体などの物理現象は数キロヘルツで観測されるもので、第二世代検出器では検出が難しいとされている。本研究で開発する手法は、第二世代検出器の一つである、ドイツのGEO-HF検出器をベースに設計されており、導入することで他の第二世代検出器よりよい感度を実現できることが、我々の計算で分かっている。具体的には、非共振に制御された光共振器内でレーザーの輻射圧によって発生する、光バネと呼ばれる見えないバネを利用して、重力波に対する感受率を向上するというもので、非線形光学素子を使うことで光バネの共振周波数をキロヘルツ帯に上げることで、高周波の重力波の観測を可能とするのである。本研究では、東工大のクリーンルーム内に、GEO-HFと類似の干渉計構造を持つプロトタイプ機を製作し、原理検証実験を行った。
microRNAの多様性と脊椎動物の系統進化

脊椎動物の各系統での小分子機能性RNAの重複の度合いや機能の変遷を解明するため、複数の動物でmicroRNAの同定と機能解析を行った。平成22年度はまず、尾索動物ホヤで筋肉細胞特異的に発現するmiR-1, miR-133について、発現パターンと転写制御機構を解析した。ノザンブロット実験により各成熟型miRの発現を検出したところ、1)miR-133は変態前の胚発生過程において発現するが、miR-1は発現しないこと、2)成体では、miR-133は体壁筋のみに、miR-1は体壁筋と心筋の両方に発現することが明らかになった。さらに、miR-1/miR-133は単一の一次産物として、尾芽胚の筋肉細胞の核に局在し、その発現はmiR-1の上流領域に制御されることが見出された。現在・真骨魚類メダカについても前駆体型から成熟型へのプロセシングについて解析中である。またヤツメウナギに関し、一個のmiR-1と二個のmiR-133の相同遺伝子を同定し、前駆体の二次構造を予測した。成熟型miR-133についてノザンブロット解析を行ったところ、筋肉の発生過程で発現していた。以上の知見から、1)miR-1/miR-133は脊索動物の共通祖先においてすでに、遺伝子対としてゲノム上の近傍に位置するようになり、一続きの前駆体として筋肉特異的に産生されるようになったこと、2)脊索動物の共通祖先においてこの遺伝子対は一個しかなかったが、脊椎動物の多様化・複雑化と平行して、そのコピー数を増し、筋肉細胞種ごとに異なる制御を受けるようになったことが示唆された。これらはmicroRNAの多様性と形態進化との関わりに関する先駆的な知見である。本研究では脊椎動物の各系統での小分子機能性RNAの重複の度合いや機能の変遷を解明するため、複数の動物でのmicroRNAの同定と機能解析を行っている。平成21年度はまず、microRNAの網羅的な探索とゲノム上の位置の同定を、メダカについておこなった。メダカ胚の小分子RNAライブラリーを次世代シークエンサー(454Life Sciences/Roche GS FLX)を用い、17,414配列解読した。得られたmicroRNA配列をメダカゲノムデータベースと照合し、各microRNAの名称を確認した。その結果、約560種類のメダカmicroRNAを同定できた。次に、整列したメダカmicroRNAの配列をもとにマイクロアレイを作製した。このアレイを用いた発現パターン解析を現在進めている。また、より処理能力の大きいシークエンサー(IlluminaGA)を用いて、メダカの小分子RNAライブラリーを800万配列以上解読した。得られた配列をもとに新規microRNAの探索と他の魚種との比較を行っている。また脊椎動物microRNAの進化に関する知見を得るため、尾索動物ホヤのゲノム中で非常に近傍に存在するmiR-1およびmiR-133に対し、in situハイブリダイゼーションを行って発現領域を同定した。その結果、この2つのmicroRNAは単一の一次産物として胚の筋肉に特異的に転写され、その後成熟型microRNAへのプロセシングを受けることが明らかになった。現在、このようなmicroRNAの成体筋肉での異なる発現がどのように制御されるかを調べる目的で、各発生段階におけるより詳細な発現様式を調べ、その調節領域を同定する実験を行っている。
MR肺動脈流速測定、肺血流灌流量測定による放射線肺臓炎の発症予測の確立

初期二年間はMR機器に付属しているワークステーションにより、描かれた肺動脈時間流速曲線より自動的に求められる最大流速や平均流量を中心に検討してきたが、種々の検討から、検討方法を以下の方法に変更した。平成11年度からの3年間の研究期間に放射線治療を施行し、cine MRAによる肺動脈時間流速曲線を作成した原発性肺癌18例、原発性食道癌22例について詳細な検討を行った。肺癌症例18例中5例にgrade2以上の放射線肺臓炎(以下RP)が認められた。内訳はgrade2が2例、grade3が2例、grade4が1例であった。食道癌症例21例中4例にgrade2以上のRPが認められた。内訳は1例がgrade2、2例がgrade3、1例がgrade4であった。放射線肺臓炎を引き起こす症例は、元来肺線維症などの要素のため肺血管抵抗が高い状態であることを仮定して、以下の検討を行った。総計40例について治療開始前に施行したcine MRAによる左右肺動脈時間流速曲線をデジタイザーを用いて解析し、加速開始からピークまでの面積(ピーク領域面積)、ピーク速度、収縮開始からピークに達するまでの時間(ピーク時間)、収縮期最大加速度、ピークまでの半値幅、最大加速度/ピーク領域面積を計測した。これらの値についてRP群と非RP群を比較した。なお、肺癌症例では肺臓炎を起こした偏側肺を、食道癌症例では肺臓炎を起こした両側肺を放射線肺臓炎群とした。検定には等分散t-testを用いた。結果はピーク領域面積、ピーク時間、ピークまでの半値幅、最大加速度/ピーク領域面積に有意差を認め、特にピーク時間は0.001以下の有意差であった。RP群のピーク時間の平均値111msをcut off値として感度、特異度、正診率を求めると感度58%、特異度88%、正診率83%であった。Phase-contrast cineMRA法による肺動脈流速時間曲線から計測される種々の因子は放射線肺臓炎の予測法として有用である。特に収縮期開始から流速がピークに達するまでの時間(ピーク時間)は簡便に計測することができるので、有用性は高い。根治的放射線照射治療を行う原発性肺癌患者15例に対してのべ39回のphase contrast法cineMRAによる肺動脈流速、流量測定を行った。内、1例は照射開始直後に死亡したため、検討から除外した。grade2以上の放射線肺臓炎を起こした症例が2例、grade 1が3例であった。指標とした値は、左右肺動脈の最高流速、最高流速までの時間、平均流量を用い、その経時的変化を観察した。放射線肺臓炎症例5例中4例で最高流速までの時間の短縮が生じ、肺高血圧を反映している可能性が示唆されたが、9例のgrade 0の患者の2例にも同様の変化を認めた。最高流速、平均流量は有意な変化は捉えられなかったが、肺癌が肺動脈浸潤を起こしている時、顕著にこれらが低下するという結果を得た。造影剤静注による肺血流潅流量測定は、有意な結果は得られなかった。

血清学的検索は、高分子量糖蛋白の1種であり、最近各種間質性肺炎やび漫性細気管支炎で上昇するとされているKL-6を検討した。放射線照射治療を行う原発性肺癌患者22例に対して測定し、変化を観察した。Acute lung toxcityに関してはgrade以下:19例、grade2:2例、grade3:2例、grade4:1例であった。放射線治療中20-30 Gy時、40-50 Gy時および60-70 Gy時、いずれの時点においてもgrade2以上のtoxcityを示した群5例は、grade1以下の群と比較して有意に血清KL-6値が高い傾向にあった。なお、cine MRAも同時に行った症例は、6例であった。来年度は症例を積み重ね、上記検査法の有用性をさらに検討する。放射線照射治療を行った原発性肺癌14例,食道癌6例,悪性リンパ腫4例に対して治療前,治療中,治療後の,のべ61回のphase contrast法cine MRAによる肺動脈流速、流量測定を行った.肺癌は患側の肺門,食道癌,悪性リンパ腫は両側の肺門が照射野内に含まれた.grade2以上の放射線肺臓炎を起こした症例は,肺癌1例,食道癌3例であった,指標とした値は,左右肺動脈の最高流速,平均流量を用い,その経時的変化を観察した.放射線肺臓炎症例中3例は治療中に生じた症例で平均流量が治療前の60%まで低下した.1例は治療後3ヶ月の経過後起こった症例で平均流量の低下は治療終了時には低下が認められなかった.放射線肺臓炎が生じなかった症例で平均流量が60%まで低下した症例はなかった.放射線肺臓炎症例は最高血流も低下したが,他の症例でも変動が大きく指標にはなりにくいと思われた.最高流速,平均流量の正常値について年齢との相関も検討したが,ともに年齢とともに低下する傾向が認められた.来年度は症例を積み重ね,平均流量の低下が放射線肺臓炎の指標となる点を確立するとともに,最高流速,平均流量の正常値について正常者,特に30-50才について検討を行い,年齢とともに低下することを証明したい.過去二年間はMR機器に付属しているワークステーションにより、描かれた肺動脈時間流速曲線より自動的に求められる最大流速や平均流量を中心に検討してきたが、種々の検討から、検討方法を以下の方法に変更した。平成11年度からの3年間の研究期間に放射線治療を施行し、cineMRAによる肺動脈時間流速曲線を作成した原発性肺癌20例、原発性食道癌20例について詳細な検討を行った。原発性肺癌のうち、grade2以上の放射線肺臓炎を起こした症例は3例、食道癌では4例であった。放射線肺臓炎を引き起こす症例は、元来肺線維症などの要素のため肺血管抵抗が高い状態であることを仮定して、以下の検討を行った。総計40例について治療開始前に施行したcine MRAによる左右肺動脈時間流速曲線をデジタイザーを用いて解析し、流速加速開始からピークまでの面積(ピーク領域面積)、ピーク速度、流速加速開始からピークに達するまでの時間(ピーク時間)、流速加速期最大加速度、ピークまでの半値幅、最大加速度/ピーク領域面積を計測した。これらの値について放射線肺臓炎群と非放射線肺臓炎群を比較した。なお、肺癌症例では肺臓炎を起こした偏側肺を、食道癌症例では肺臓炎を起こした両側肺を放射線肺臓炎群とした。検定には等分散t-testを用いた。結果はピーク時間にP<0.05の有意差を認めた。ピークまでの時間が短くなるのは肺血管抵抗の亢進を示しており、種々の原因でもともと肺高血圧を示している肺に放射線肺臓炎が生じやすいことが判明した。