hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地表面の不均一性を考慮した地震波動の時空間分布に関する研究

本研究では、地盤震動に及ぼす地表面の影響を明らかにすることを目的とした。一般に、地表面の地形には、凹凸があり、樹木・家屋・ビルが密集している。地形に関しては、非常に不整形な特殊な地形ではなく、小さな振幅の凹凸が無限に連なった一般的な地形を対象とし、この地形の影響を、定量的かつ波動論的に明らかにすることを目的の一つとした。また、樹木に関しては、地震動にどのような影響を与え,堤防などの土構造物の安全性にどのような影響を及ぼすのかを明らかにした。構造物群に関しては、不規則に配列する建物群の影響を確率統計的に扱うことにより、この影響の平均像を明らかにすることを目的にした。地形の影響に対しては不整形な地盤を解析する境界要素法を改良し、樹木の影響に対しては大変位・崩壊挙動解析法を展開し、建物群の影響に対しては有限要素法を改良した。それぞれに対して方法論およびプログラムを完成させた後、実際の地形や建物などの例に適用することにより、解析結果を求め、これらの定性的および定量的な解釈を行った。更には、地震動の実測結果を解析することにより、理論計算から得られた結論との整合性を検討した。次に、問題のモデル化、解析方法・結果に関して検討した。そして、地形、樹木、建物群など異なっては見えるが、様々な大きさの多くのものが不規則に地表上に乗っているという点では力学的には似た影響があるものと考えられ、個別に得られた結果の類似性、相違性を明らかにした。そして、共通な方法および共通な結果を抽出した。本研究では、従来無視されてきた微地形・樹木・建物群などの地表面の条件(不均一性)が地震動の時空間分布に及ぼす影響を、力学的モデルを解析することにより明らかにする一方、アレイ観測記録を用いて波動伝播状況を解析することによりこれらの影響を抽出することを目的としている。得られた結果はライフラインなどの長大または地中構造物の地震外力を設定する際に役立つばかりでなく、地震災害の調査において構造物被害と観測地震波形のばらつきの関係を検討する際などに広く役に立つものと考えられる。断層から放出される地震動の時空間分布に関しては谷山が、微地形が地震動の時空間分布に与える影響に関しては茂木が、樹木の影響に関して岩下が、建物群の影響に関しては齊藤が、アレイ観測記録の解析に関しては川上が中心となり研究を進めた。本年度の研究では、各研究者の分担テーマそれぞれに対する従来の手法の長所と短所を明らかにし、これらを改良することにより、各研究者が解析方法・実験方法を確立し、計算プログラム・実験モデルを作成し、幾つかの場合に対する結果を得ることを最初の目標とした。研究者間で、研究の進捗状況の発表、意見交換を行い、問題のモデル化、解析方法・結果に関する議論を行った。そして、方法の違いを研究者間で十分に議論し理解することにより、方法をより適切に改良することを目指した。また、研究者間のテーマの間を繋ぐ問題点を抽出し明らかにすることにより、来年度以降の研究方針を一層具体化させた。昨年度に引き続き、断層から放出される地震動の時空間分布に関しては谷山が、微地形が地震動の時空間分布に与える影響に関しては茂木が、樹木の影響に関して岩下が、建物群の影響に関しては齊藤が、アレイ観測記録の解析に関しては川上が中心となり研究を進めた。

本年度の研究では、各研究者の分担テーマそれぞれに対する従来の手法の長所と短所を改良することにより、各研究者が解析方法・実験方法を確立し、計算プログラム・実験モデルを修正・完成し、幾つかの場合に対する結果を得、比較することを目標とした。また、本年度は特に微地形、樹木、建物などが多数不規則に分布する点をも更に考慮に加えた。そして、地表面の条件のばらつきをも考慮に加えて、地震動の時空間分布に関する確率理論を展開した。研究者間で、研究の進捗状況の発表、意見交換を行い、問題のモデル化、解析方法・結果に関する議論を行った。そして、方法の違いを研究者間で十分に議論し理解することにより、方法をより適切に改良することを目指した。また、研究者間のテーマの間を繋ぐ問題点を抽出し明らかにすることにより、来年度に研究成果をまとめるために研究方針を一層具体化させた。本研究では従来地盤震動を扱う際に全く考慮されてこなかった地表面の影響を明らかにすることを目的とした.一般に,地表面の地形には,凹凸があり,樹木、家屋、ビルが密集している.地形に関しては,非常に不整形な特殊な地形ではなく,小さな振幅の凹凸が無限に連なった一般的な地形を対象とし,この地形の影響を,定量的かつ波動論的に明らかにすることを目的の一つとした.また,樹木に関しては,地震動にどのような影響を与え,堤防などの土構造物の安全性にどのような影響を及ぼすのかを明らかにした.構造物群に関しては,不規則に配列する建物群の影響を確率統計的に扱うことにより,この影響の平均像を明らかにすることを目的にした.昨年度の研究に続いて,地形の影響,樹木の影響,建物群の影響それぞれに対して研究を進めた.地形の影響に対しては不整形な地盤を解析する境界要素法を改良し,樹木の影響に対しては大変位、崩壊挙動解析法を展開し,建物群の影響に対しては有限要素法を改良した.それぞれに対して方法論およびプログラムを完成させた後,幾つかの例に対してこれらを適用し,方法およびプログラムの妥当性を検討した.また,実際の地形や建物などの例に適用することにより,解析結果を求め,これらの定性的および定量的な解釈を行った.更には,地震動の実測結果を解析することにより,理論計算から得られた結論との整合性を検討した.そして,得られた結果をまとめ上げた.
高温で安定な太陽電池開発の研究

太陽電池の重要な問題点のひとつは温度上昇による特性劣化である。温度上昇によりバンドギャップが減少しVocが低下することが原因である。半導体超格子では量子効果と励起子吸収によりこの傾向が緩和されると考え、AlGaAs/GaAs超格子を用いてこれを実証した。最適化されたAlGaAs/GaAs超格子太陽電池では、100°Cという高温においてもVocとηの減少は少なく、特にdη/dTは0.22/deg.が得られた。これは報告されている太陽電池の中で最も低い値である。さらに超格子構造では、励起子吸収の効果が顕著になり、等価な構造を持つGaAsバルク太陽電池よりも高い効率が得られた。集光型の場合、接合温度の上昇は著しく、100°Cに達する場合もある。1sunの場合でも70°C以上に達する場合が多い。本研究では、温度上昇に伴う特性劣化の少ない太陽電池を開発する。基本的には半導体超格子構造を利用する。温度上昇による劣化の主な要因はバンドギャップの減少による起電力(Voc)の低下である。超格子のバンドギャップEg(SL)は、Eg(SL)=Eg(S)+E(Q)で表されるように、本来の半導体のバンドギャップEg(S)と超格子の量子効果によるE(Q)からなる。このうちEg(S)は温度上昇によって急激に減少するがE(Q)はほとんど変化しない。このため超格子太陽電池では起電力の減少を相対的に抑制することができる。この効果が顕著に現れる材料系の開拓が本研究の出発点である。この効果を確認するため、今年度はAlGaAs/GaAs超格子を活性層とするpin太陽電池と、全く等価なGaAs pin構造太陽電池を試作し、これらの太陽電池の解放電圧(Voc)、短絡電流(Isc)、および変換効率の温度依存を比較した。その結果温度の上昇に伴うVocの低下は超格子pin接合にの方がやや小さく効率の変化は少ないことが明らかになった。AlGaAs/GaAsではΔEc、ΔEvともに比較的小さく、超格子のエネルギーギャップに占める量子準位の効果は小さい。このため上記の効果はあまり顕著には現れないが、期待される効果が得られた。今後はΔEc、ΔEvの大きい材料について検討を進める。半導体超格子では超格子構造のもたらす量子効果のため、電子や正孔の準位はバンド端のエネルギーよりも上昇する。この上昇分は周囲温度の変化に対してほとんど変化しない。この理由は、このような量子化準位がおもに超格子の幾何学的な要素と電子、正孔有効質量によって決定されるためである。この特徴を太陽電池に応用すれば、動作中過酷な温度上昇に曝される太陽電池の温度特性を大幅に改善することができる。本研究はこのような着想のもと企画されたものである。これまでに原理確認のため高品質の超格子が得られるAlGaAs/GaAs超格子に着目して研究を進め、確かに高温における安定性が著しく改善されることを見出した。そこで次のステップとしてSi/SiO2超格子にチャレンジした。最終的に狙う構造はSi/SiO2超格子太陽電池とSi太陽電池のタンデム構造である。最も一般的に用いられるSi太陽電池上に高効率なSi/SiO2超格子太陽電池を組み合わせることができれば、太陽電池の世界に大きなインパクトを与える。そこで今期は分子線エピタキシー(MBE)法、およびスパッタリング法を用いてSi/SiO2超格子構造製作の研究をすすめた。まず容易に構造を製作できる可能性のあるスパッタリング法を用い、Si井戸幅15nmの超格子を製作した。この結果予想通り井戸幅の減少に対応して吸収端は短波長にシフトし、かつ強い光吸収が得られた。しかしスパッタリングによる超格子は再結合中心の密度が高く、効率の良い太陽電池の実現には至っていない。一方、製作法はやや困難だが質の良い結晶が期待できるMBE法によってもSi/SiO2超格子の成長を試みた。スパッタリングの場合同様構造制度の高い超格子を実現したが、MBE法の場合SiO2層が著しく酸素不足であることが判明した。この問題を解決するため、現在熱処理を中心とする研究を進めている。太陽電池は強力な太陽光に曝されるため、発電中の措置は100°C前後まで温度が上昇する。温度の上昇によって太陽電池の本体である半導体のバンドギャップエネルギーが減少し、同時に半導体PN接合の飽和電流が増加する。これらの減少により太陽電池の解放電圧は低下し、効率の著しい減少をもたらす。本研究の目的はこの現象を緩和させる新しい太陽電池を実現することである。

具体的には、半導体超格子ではバンドギャップが半導体母体のものと、超格子の量子効果によるミニバンドエネルギーの和で構成されており、前者は強く温度に依存するのに対し、後者は温度の上昇によりほとんど依存しないことに着目した。まずAlGaAs/GaAs超格子を用いたPN接合太陽電池を試作し、超格子のパラメータを変化させることにより、ミニバンドエネルギーを増加させさせると、温度の上昇に伴う解放電圧の減少が、やや緩和される傾向を確認した。しかしミニバンドエネルギーを増加分はあまり大きくないため決定的な効果を確認するには至っていない。一つの理由は今後この考えを効果を太陽電池の解放電圧を決める因子が多いことによる。今後実験の精度を高め、その効果を確認する。また材料系としてAlGaAs/GaAs超格子のほかにSi/SiO2超格子にも挑戦している。この系で確認できれば太陽電池の世界に大きなインパクトを与えることができると考えられるが、現時点ではSi/SiO2ヘテロ界面の特性を十分高めることができず、実験は成功していない。今後はこの系に重点を移し研究を進める。太陽電池の重要な問題点のひとつは温度上昇による特性劣化である。集光型の場合、接合温度の上昇は著しく、100°C以上に達する場合もある。1sunの場合でも70°C以上に達する場合が多い。温度上昇に伴う劣化要因はバンドギャップの減少による起電力の低下である。本研究では、半導体超格子構造が温度上昇に伴うバンドギャップ減少の緩和に有効かどうかを明らかにする。超格子の実効的なバンドギャップは半導体母材のバンドギャップと量子効果によるサブバンドエネルギーの和から成る。後者は超格子の幾何学的構造によって決まるので温度依存性は小さいことが期待される。超格子材料としてはMBE法によって制御性が高いAlGaAs/GaAs系を用い、原理確認後、最も有望なSi/SiO2超格子の製作に入った。最適化されたAlGaAs/GaAs超格子構造太陽電池では、100°C高温時においてもVocとηの減少が少なく、dη/dTは0.22/deg.が得られた。これは各種太陽電池の中で最も低い値である。さらに超格子構造では、通常の半導体によるバンド間吸収に加え、励起子吸収の効果が顕著になり、等価な構造を持つGaAsバルク太陽電池よりも高い効率が得られた。この事実は本研究の基本的な考えが有効であったことを示している。次にMBE成長およびスパッタリング法によってSi/SiO2超格子の研究を進めた。前記の成果が最も生きる太陽電池はSi/SiO2系超格子系であると考えたからである。Siはもともと間接遷移材料のため吸収端付近の吸収係数は小さい。しかしSi/SiO2超格子では、励起子吸収によりバンド端吸収は急峻にたち上がり、太陽電池の厚さとしては数μmで十分な光吸収が期待できることが明らかになった。さらに量子エネルギーはSi井戸幅(0.56nm)に応じて安定した短波長化が得られた。26年度が最終年度であるため、記入しない。半導体結晶成長、半導体デバイス26年度が最終年度であるため、記入しない。太陽電池の温度上昇に伴う特性劣化の原因は、主に解放電圧(Voc)の低下にある。
緑茶カテキンＥＧＣＧのｍｉｃｒｏＲＮＡ発現調節作用とその分子基盤の解明

マクロファージにおいてEGCGのmicroRNA発現制御を介した生体調節作用発現メカニズムについて検討した。まず、マクロファージの極性に対するEGCGの影響を検討した。EGCGを経口投与したマウスの腹腔マクロファージを採取し、M1マクロファージおよびM2マクロファージのマーカーとなる遺伝子の発現量を測定したところ、コントロール群と比較してEGCGを経口投与した群においてM2マーカー遺伝子の発現量が高値を示した。また、採取した腹腔マクロファージをEGCG含有培地で培養し、M1ならびにM2マーカー遺伝子発現量を測定したところ、EGCG処理によりM2マーカー遺伝子発現量が増加した。これらの結果から、EGCGはマクロファージの極性をM2型へと分極させることが示唆された。EGCGを経口投与したマウス生体内のマクロファージにおけるLet-7bの発現量を測定したところ、EGCGの経口投与によりマクロファージにおけるLet-7bの発現量が増加した。次に、マクロファージの極性に対するLet-7bの影響を明らかにするため、細胞内に導入されLet-7bと同様の機能を発揮するRNAであるLet-7b mimicをマクロファージ細胞内に導入し、マクロファージ極性マーカー遺伝子の発現量を測定した。その結果、Let-7b mimicの導入により、M2マーカー遺伝子発現量が増加した。このことから、Let-7bがマクロファージの極性をM2型へと分極させることが明らかとなった。さらに、EGCGのマクロファージ極性調節作用に対するLet-7bの関与をLet-7bの機能を阻害するRNAを用いて検討したところ、Let-7b inhibitorにより、EGCGのM2マーカー遺伝子発現増加作用が減弱した。以上の結果から、EGCGはLet-7bの発現上昇を介してマクロファージの極性をM2型へと分極させることが示された。29年度が最終年度であるため、記入しない。microRNAは前駆体型として転写され、プロセシングを受けることにより成熟型になることが知られている。前駆体型let-7bおよび成熟型let-7bの発現量を測定したところ、EGCGは成熟型だけでなく前駆体型let-7bの発現量も増加させた。この結果から、EGCGはlet-7bの転写を促進していることが示唆された。High mobility group A2 (HMGA2)は様々ながんで高発現し、がん細胞の増殖や浸潤を促進するがん遺伝子である。また、HMGA2はlet-7bの直接の標的遺伝子であることが知られている。メラノーマ細胞においてEGCGはHMGA2の発現を低下させた。一方、let-7bの機能を阻害するとEGCGのHMGA2発現低下作用が消失した。これらの結果から、EGCGはlet-7bを介してHMGA2の発現量を低下させることが示された。また、EGCGのlet-7b発現増加作用がin vivoにおいても発揮されるかを検討した。メラノーマ細胞を尾静脈から移植し、肺転移を誘発させた後、EGCGを投与したところ肺転移腫瘍内のlet-7b発現量が増加した。さらに、EGCGのlet-7b発現増加作用の詳細な作用メカニズムを解明するため、67LRの下流シグナル伝達分子であるcAMPおよびProtein Kinase A (PKA)の関与を検討した。cAMPの膜透過性アナログであるジブチリルcAMPの処理によりlet-7bの発現量が増加した。また、PKAの阻害剤によってEGCGのlet-7b発現増加作用が消失した。これらの結果からEGCGは67LR/cAMP/PKA/PP2A経路を介してlet-7bの発現量を増加させることが示された。当初計画していたlet-7bのプロセシングの関与、EGCGの作用に対するlet-7bの関与、in vivoにおけるEGCGのlet-7b発現調節作用の検討を予定通り実施し、結果を出すことができた。そこで、EGCGのlet-7b発現増加作用のさらに詳細なメカニズムを検討し、cAMPおよびPKAの関与を明らかにした。以上の結果を論文として発表し、Scientific Reports誌に掲載された。以上のことから、当初の計画以上に進展していると判断した。前年度までにEGCGがメラノーマ細胞においてがん抑制性のmicroRNAであるLet-7bの発現量を増加させることを明らかにした。本年度は正常細胞および正常組織に着目し、EGCGのmicroRNA発現調節作用を検討した。マクロファージ中のmicroRNAは生活習慣病やがんなどの基盤病態である慢性炎症において重要な役割を担うことが報告されている。そこで、マクロファージに着目し、マクロファージにおけるmicroRNA発現に対するEGCGの影響を検討した。マウス腹腔内マクロファージにおけるmicroRNA発現に対するEGCGの影響をマイクロアレイにより網羅的に解析し、EGCGによって多くのmicroRNAの発現が変動することを見出した。今後はこれらのmicroRNAがどのようにEGCGの生体調節作用に関与するかを検討する。また、マウスにEGCGを経口投与し、マウス生体組織中のmicroRNA発現に対するEGCG投与の影響を検討した。その結果、肝臓および大動脈においてコントロール群と比較して、EGCG投与群でLet-7bの発現量が増加した。このことから、正常組織においてもEGCGはLet-7bの発現量を増加させることが示唆された。近年、血中にもmicroRNAが安定して存在することが報告され、分泌型のマイクロRNAは細胞間の情報伝達の役割を担うと考えられている。しかしながら、食品成分と血中のmicroRNAの関係は不明であった。

そこで、EGCGを経口投与したマウスの血漿を採取し、血中のmicroRNA発現に対するEGCGの影響をマイクロアレイにより網羅的に解析した。その結果、EGCGの経口投与によりLet-7bの発現量が増加することが明らかとなった。EGCG誘導性の血中microRNAの発現変動がEGCGの生体調節作用にどのような役割を果たすかを明らかにすることが今後の課題である。当初の予定通り、正常細胞としてマクロファージに着目し、EGCGが発現調節するmicroRNAを同定した。また、EGCGの経口投与により正常組織および血中のmicroRNAの発現が変動することを明らかにした。現在は同定したmicroRNAがEGCGの生体調節作用にどのように関与しているか検討を進めている。本研究内容を論文として報告するには至らなかったが、研究活動はおおむね順調に進展していると判断した。マクロファージにおいてEGCGのmicroRNA発現制御を介した生体調節作用発現メカニズムについて検討した。まず、マクロファージの極性に対するEGCGの影響を検討した。EGCGを経口投与したマウスの腹腔マクロファージを採取し、M1マクロファージおよびM2マクロファージのマーカーとなる遺伝子の発現量を測定したところ、コントロール群と比較してEGCGを経口投与した群においてM2マーカー遺伝子の発現量が高値を示した。また、採取した腹腔マクロファージをEGCG含有培地で培養し、M1ならびにM2マーカー遺伝子発現量を測定したところ、EGCG処理によりM2マーカー遺伝子発現量が増加した。これらの結果から、EGCGはマクロファージの極性をM2型へと分極させることが示唆された。EGCGを経口投与したマウス生体内のマクロファージにおけるLet-7bの発現量を測定したところ、EGCGの経口投与によりマクロファージにおけるLet-7bの発現量が増加した。次に、マクロファージの極性に対するLet-7bの影響を明らかにするため、細胞内に導入されLet-7bと同様の機能を発揮するRNAであるLet-7b mimicをマクロファージ細胞内に導入し、マクロファージ極性マーカー遺伝子の発現量を測定した。その結果、Let-7b mimicの導入により、M2マーカー遺伝子発現量が増加した。このことから、Let-7bがマクロファージの極性をM2型へと分極させることが明らかとなった。さらに、EGCGのマクロファージ極性調節作用に対するLet-7bの関与をLet-7bの機能を阻害するRNAを用いて検討したところ、Let-7b inhibitorにより、EGCGのM2マーカー遺伝子発現増加作用が減弱した。以上の結果から、EGCGはLet-7bの発現上昇を介してマクロファージの極性をM2型へと分極させることが示された。
低抵抗・高信頼性Ｃｕ合金配線／電極形成プロセス低温化のための革新的合金元素の探索

電子デバイス高効率化は革新的な半導体探索のみならず、半導体に電力を供給する配線と電極/半導体界面のエネルギー損失低減によっても達成される。液晶やタッチパネルでもCuを候補材料として検討したいが、Cuとガラス基板や誘電体との低密着性など克服すべき課題が多い。本研究では、低抵抗・高密着なCu合金膜をガラス基板上に、従来より低温で作製できるか検討し、合金元素としてMgを適用すると100°Cの低温化に成功した。また、最新の駆動用IGZO-TFTに対して、ITO/Cu(M)/IGZOなる構造を作製し、各界面の接触抵抗値を低減できる最適な合金元素を決定し、接触抵抗値が低減できる機構を解明した。Cu合金膜と熱処理を用いて、300°C程度の低温と30分程度の短時間で、低抵抗・高密着なCu合金膜がガラス基板上に作製できるか検討した。このプロセスでは、ガラス基板との高い反応性(高い酸化物生成能)と、Cu合金膜中の合金元素の拡散距離が他の元素と比較して長いことが求められ、両条件を満たす合金元素としてMgを選択した。次に、Cu合金膜中のMg濃度を決定した。合金元素としてTiを選択した場合、高濃度であっても熱処理時間をかけると合金膜の抵抗率は3μΩcm以下まで低減した。これは、Tiが合金膜表・界面に偏析したことによる。合金元素としてMgを選択した場合、Mg濃度が2.0at.%では、合金膜の抵抗率は3μΩcm以下まで低減しなかった。合金膜中に残留するMg濃度が高いことが原因であると考えらえる。Mgは合金膜表・界面に偏析するが、熱処理時間が経過しても偏析量に顕著な増加が認められなかった。Mg濃度が0.5at%とすると、合金膜の抵抗率は300°C、30分の熱処理後に3μΩcm以下まで低減した。熱処理時間を3時間まで増やすと、2.7μΩcm程度まで低減することを確認した。Mgの合金膜表界面への偏析はSIMSとRBSを用いて確認した。密着性は単軸引張応力により評価した。このプロセスを用いることで、熱処理前に10-25MPa程度であった剥離時の引張応力が35-55MPaまで増加し、Mgの界面偏析による有意な密着性向上を確認した。SIMSの結果では、表・界面でのMg偏析ピークに重なるようにO偏析も確認でき、Mg酸化物形成が予想された。断面TEM観察と電子線回折により、Cu(Mg)/ガラス界面に、[111]配向したCu合金膜と方位関係を持つようにMgO層が形成していたことを確認した。この界面層形成が密着性向上に寄与したと考えられる。Cu(Mg)合金膜と熱処理を用いて、200°C300°Cの温度範囲と30分程度の短時間で、低抵抗・高密着なCu合金膜がガラス基板上に作製できるか検討した。250°C熱処理では、300°C熱処理と同程度の密着性が得られたが、225°C以下の熱処理では蒸着まま膜の密着性と変化なかった。250°C、30分熱処理後の界面では、300°C、30分と異なりMgOは形成せず、Mgの偏析によるMgの濃化が観察された。225°C、30分でも同様に界面でMgの偏析・濃化が見られるが、Mgの濃化量は250°Cのほうが顕著に多く、MgOが形成しない場合、界面での密着性はMg偏析量に依存することを明らかにした。合金膜の抵抗率は、MgOが形成すると熱処理時間の増加に伴い減少し、3時間で2.7μΩcm程度まで低減した(300°C)。一方、MgOが形成しないと1時間程度で2.9μΩcmとなり、その後熱処理時間を増やしても低減は見られなかった(200°C、250°C)。Cu(M)/ITO界面の接触抵抗について、まずCu(Ti)/ITOについて検討した。300°C以上の熱処理によりデバイスの要求値(4.0×10-4Ωcm2)以下になり、400°C熱処理では5.4×10-5Ωcm2まで一桁低減できることを明らかにした。Cu(Ti)/ITO界面にはTiO2を主成分とするアモルファスTi基酸化物層が形成し、その層厚は熱処理温度の増加に伴い増加した。各構成層の仕事関数・電子親和力を実験的に測定しバンド図を作成すると、Cu(Ti)/TiOxとTiOx/ITO両界面でのバリア障壁は高く、アモルファスTi基酸化物層の伝導性がCu(Ti)やITO膜と同様に高いことが低接触抵抗の起源と考えられる。

液晶ディスプレイの高精細化・低消費電力化のため、最近ではIn-Ga-Zn-O系アモルファス酸化物半導体(IGZO)を薄膜トランジスタ(TFT)に適用している。しかし、IGZO用の金属電極は、IGZO膜活性化や界面密着性向上のための熱処理時にIGZO膜により酸化され、接触抵抗が高くなるという問題がある。当研究室では、Cu(Ti)合金膜/(半導体や絶縁体)接合を熱処理することで低接触抵抗電極やCu拡散バリア膜などの機能性界面層を形成できる知見を有している。そこで、IGZO膜にこの手法を用いて、従来Au/Ti電極より低接触抵抗電極が形成できるか検討した。Cu(Ti)/IGZO試料を窒素雰囲気下で275°C350°Cの温度範囲にて熱処理すると、どの温度範囲においてもTi原子がCu(Ti)合金膜表面とCu(Ti)/IGZO界面に偏析し、極薄のTi酸化物層を形成した。その接触抵抗値はAu/Ti電極より低くなり、熱処理温度の増加に従い単調に減少し、この手法を用いて従来のAu/Ti電極より低接触抵抗の電極形成が可能なことを実証した。しかし、この電極を有するIGZO膜特性はAu/Ti電極の場合と比較して低下した。これは、Au/Ti電極形成が真空蒸着法であったのに対し、Cu(Ti)電極形成がスパッタ成膜法であったため、プラズマによりIGZO膜の性能が劣化したためと考えられる。また、ゲート電圧がゼロV以下でのリーク電流がAu/Ti電極の時より増加しており、これはIGZO-TFT下のSiO2絶縁膜とCu(Ti)膜が反応したことによる影響が考えられる。大型基板上に均一な膜厚を形成するには真空蒸着法は不適当であり、プラズマに対して安定な開発上の酸化物半導体を用いた検討と、SiO2膜をAl2O3膜などCu(Ti)膜と反応しづらい絶縁膜に変更して、引続き接触抵抗値低減と半導体特性の関係を明らかにしていく。26年度が最終年度であるため、記入しない。金属薄膜26年度が最終年度であるため、記入しない。Cu(Mg)合金膜を用いることで、低抵抗・高密着なCu合金膜をガラス基板上に300°C、30分で作製できることを実証した。SIMS・RBSを用いた膜深さ方向の濃度分布分析と断面TEM観察と電子線回折により、合金膜中のMg濃度低減、粒成長、界面でのMgO反応層の形成を実験的に確認し、低抵抗・高密着性が得られた原因を明らかにした低抵抗・高密着なCu合金膜をガラス基板上に作製するために、Cu(Mg)合金膜を用いて250°C、30分まで低温化・短時間化できることを実証した。SIMSとTEM/EDSの観察結果より300°C、30分と異なり、MgO形成でなくMgの偏析・濃化により密着性が向上し、合金膜中のMg濃度も低減できることを明らかにした。Cu(M)/ITO界面の接触抵抗についても、まずCu(Ti)/ITOについて300°C以上でデバイスの要求値以下になり、400°C熱処理ではもう一桁低減できることを明らかにした。その機構を構成膜の種々の物性値測定により物理的に明らかにした。300°Cより低い熱処理温度でのプロセスでも低抵抗・高密着なCu合金膜をガラス基板上に作製できるか、できる場合はその機構について明らかにする。手法としては、本年度と同様に、SIMS・RBSを用いた膜深さ方向の濃度分布分析と断面TEM観察と電子線回折を用いる。最近の液晶などでは、駆動用薄膜トランジスタとしてSiに替わりIGZOを用いている。しかし、一般的な金属を電極・配線としてIGZOと接合すると界面に絶縁性酸化物が形成され、接触抵抗が高くなる問題を抱えている。
未熟児におけるエリスロポイエチン製剤による酸化ストレス軽減作用についての検討

未熟児は造血因子であるエリスロポイエチン(Epo)が充分に産生されていないため未熟児貧血が引き起こされ、輸血を回避するためにEpo製剤の投与が有効とされている。近年、Epo製剤には抗酸化作用があるとの報告がなされており、投与開始時期により未熟児の酸化ストレスに影響があるかを検討した。対象を早期、後期の2群に分け尿中酸化ストレスレベルを経時的に測定したが両群に有意差はなく、早期Epo投与による酸化ストレス軽減作用は認めなかった。当大学関連病院の新生児集中治療室に入院となった出生体重1,500g以下の極低出生体重児24例について生後1-2日、7日、14日、28日に採尿を行った。まず、症例を子宮内胎児発育遅延(IUGR)の有無で2群(AGA:Appropriate for gestational age=IUGRなし、SGA:Small for gestational age=IUGRあり)に分け、生体のDNA酸化障害のマーカーである尿中8-hydroxideoxiguanosine(8-OHdG)を市販のELISA-kit(8-OHdGチェック:日本老化制御研究所)にて測定した。また、尿中クレアチニン濃度測定を同時に行い、8-OHdG濃度をクレアチニン値で補正した。その結果、生後1-2日の8-OHdG排泄(mg/ng・Cr)は両群間に有意差を認めなかった。AGA群では各ポイント間で有意差を認めなかったのに対し、SGA群では生後7日、14日目の尿中8-OHdG排泄が生後1-2日および28日目に比べ有意に高値を示し、AGA群との間にも有意差を認めた。IUGRを伴う極低出生体重児では伴わない児に比べ、生後7日、14日目の尿中DNA酸化障害レベルが高値、つまり生体の酸化ストレスレベルが高値であることが示された。対象は全例遺伝子組み換えヒト・エリスロポイエチン製剤の投与を受けており、今後同製剤と酸化ストレスレベルおよび合併症との関連について検討していく予定である。当大学関連病院の新生児集中治療室に入院となった出生体重1, 500g以下の極低出生体重児を対象とし、未熟児貧血治療目的で日齢10未満よりエリスロポイエチンを開始した早期群および日齢20以降よりエリスロポイエチンを開始した後期群の2群に分類した。生後1-2日、7日、14日、28日に採尿を行い尿中8-hydroxideoxiguanosine(8-OHdG :生体のDNA酸化障害のマーカー)およびmalondialdehyde(MDA :生体の脂質過酸化のマーカー)を測定、また尿中クレアチニン濃度測定を同時に行い尿中8-OHdGおよびMDA排泄をクレアチニン補正値で表した。その結果、後期群では早期群に比べ尿中8-OHdGおよびMDA排泄はともに低い傾向にあったが、各測定ポイントにおいて両群間に有意差を認めなかった。早期群、後期群ともに各測定ポイント間での尿中8-OHdGおよびMDA排泄の有意な変動は認めなかった。頭蓋内出血、壊死性腸炎、慢性肺疾患および未熟児網膜症などの酸化ストレス関連疾患の発症に有意差を認めなかった。今回の検討では極低出生体重児に対する早期エリスロポイエチン投与による抗酸化作用は認めなかったが、今後は酸化ストレス軽減を目的とした日齢5未満の超早期開始群での検討を計画している。
ヒトiPS細胞を用いたヒトBarrett食道の病態モデルの作成

本研究では、ヒトiPS細胞を用いて、Barrett食道の起源となる細胞を同定し、病態モデルを構築する。具体的には、1iPS細胞から食道扁平上皮への分化誘導中にBarrett食道の幹細胞を採取し培養する、2iPS細胞から分化した食道扁平上皮細胞に対しCDX2を強制発現させ分化転換を引き起こす、の2つの方法を用いてBarrett食道の病態モデルを構築する。3さらにその解析を行い、どのような遺伝子や微小環境がBarrett食道の原因となっているかを明らかにする。
消費者の購買意思決定を規定する状況要因の分析とその心理モデルの作成

本研究は、消費者の購買行動における意思決定を規定する状況要因をフィールド研究および実験研究によって明らかにし、その心理モデルを作成することを目的とした。本研究の概略は、以下のようになった。1.店舗内消費者行動観察による状況規定因の探索本研では、まず、実際の店舗内の消費者の行動を観察することによって、消費者の購買意思決定における状況規定因を探索した。店舗の状況特性を、10名程度の調査員によって調査し、消費者の購買行動との関係をビデオによる観察法を通じて相関分析した。2.質問紙調査研究による状況要因認知の検討店舗内面接調査(調査対象者212名)により、状況要因を消費者がどのように認知しているかを明かにした。また、質問紙法により、状況要因の認知が種々の購買意思決定にどのように影響しているかを相関分析法によって探索的に検討した。3.心理実験による状況要因の効果分析店舗内におけるプロトコール法を用いた野外実験および実験室内における情報モニタリング法およびプロトコール法を併用した心理実験によって、これまでの相関分析によって示唆された状況要因の効果を確認した。4.状況変異性を説明する心理モデルの作成これまでに提案された多属性意思決定モデルやプロスペクト理論などを参考にして、意思決定の状況変異性や、選好の非推移性、選好逆転現象を説明し予測できる心理モデルを作成し、妥当性の検討を行った。
N-シリル化アミンを開始剤とするエポキシドのリビング開環重合に関する研究

開環重合においては、一般に置換基が関与する副反応のために分子量及び分子量分布の制御された高分子を得ることは困難であり、また、立体規則性や光学活性な高分子の合成は未だ不十分である。そこで、本研究では、エポキシドの重合開始剤としてN-シリル化アミンに着目し、ケイ素化合物に特異的に作用するフッ素系触媒を併用することによって、分子量、分子量分布及び立体規則性の制御が可能なエポキシドの新しいリビング重合系を開発することを目的とした。エポキシドの開環重合に及ぼすN-シリル化アミン開始剤の影響を明らかにするために、N-トリメチルシリル化一級アミンとN-トリメチルシリル化二級アミンを持ちいて反応を検討した。N-トリメチルシリル化一級アミンを用いた場合は、シロキシ基を有する開環付加体が高収率で得られることがわかった。一方、二級アミンのシリル化体を用いた場合は、全く反応は進行しなかったが、フッ化セシウムを併用したところ、重量平均分子量が数万でその分散度が1.5のポリエーテルを得ることができた。シリル化アミンの量をエポキサイドに対して等量まで増加しても、数千の分子量を有するポリマーが得られることより、シリル化アミンのエポキシドへの付加反応に比べ、開環重合反応が速やかに進行し、リビング的な開環重合が起きていることが示唆された。以上のことにより、二級アミンのN-シリル化物とフッ素系触媒を併用することにより、エポキシドの開環重合が可能であることを明らかにし、エポキシドの新規なリビング開環重合系を見いだすことができた。今後、詳細な重合条件の検討を行うことにより、N-シリル化アミンを用いるエポキシドのリビング開環重合系を確立することができ、分子量およぼ分子量分布が明確で立体特異性のポリマーの合成が可能になるものと期待される。
成熟リンパ系腫瘍の"がん幹細胞"の同定

悪性リンパ腫幹細胞の探索・同定のため、患者検体を用いてNOGマウスでの悪性リンパ腫モデルの作製を行った。マントル細胞リンパ腫の腫瘍細胞は肝臓・脾臓・骨髄など全身の臓器に浸潤し、腹腔内にも巨大な腫瘤を形成した。またその腫瘍から得られた細胞は新たなNOGマウスへの継代が可能であった。また、血管免疫芽球性T細胞性リンパ腫のNOGマウスモデルについては、継代移植したマウス体内において形成された腫瘍と患者の腫瘍につき分析の結果、患者の腫瘍と初代から4代目までのNOGマウスでの腫瘍はみな同一のクローンであることが示された。そして2代目以降は初代のマウスでみられたようなB細胞や形質細胞、γグロブリンの産生など、反応性の要素が消失しており、NOGマウス体内で腫瘍細胞が造腫瘍能を徐々に増強していったと考えられた。平成22年度は悪性リンパ腫幹細胞(lymphoma stem cell : LSC)の探索・同定のため、免疫不全マウスでの成熟リンパ系腫瘍(悪性リンパ腫)モデルの作製を行った。研究計画のとおり、細胞株ではなく悪性リンパ腫の患者検体を用いて、免疫不全マウスであるNOGマウスへの生着実験を行った。第一に、血管免疫芽球性T細胞性リンパ腫(AITL)の患者検体をNOGマウスに移植した。AITL細胞はNOGマウスの肝臓、脾臓、骨髄など全身の臓器に浸潤し、その病変から得られた細胞は新たなNOGマウスへの継代が可能であった。病理組織像では血管新生を伴い、また血清中にヒト免疫グロブリンの産生がみられるなど、患者の臨床・病理像と類似していた。第二に、EBウイルス関連T細胞性悪性リンパ腫の患者検体をNOGマウスに移植した。腫瘍細胞はNOGマウスの肝臓、脾臓、腎臓などに浸潤し、その病変から得られた細胞はやはり新たなNOGマウスへの継代が可能であった。病理組織像では腫瘍細胞はT細胞マーカーのほかEBERが陽性であり、また血清中のAST/ALTといった肝酵素の上昇がみられるなど、患者と類似した臨床・病理像を示した。このように、NOGマウスに患者由来の腫瘍細胞を移植することにより、患者の臨床像、病理像に近い形で悪性リンパ腫のモデルマウスを作成することができた。NOGマウスを利用したモデルマウスは、悪性リンパ腫の病態解明、そしてLSCの探索・同定において非常に有用であると考える。平成23年度はさらに新たな悪性リンパ腫モデルマウスの樹立を行い、NOGマウスにおいて長期間にわたる造腫瘍能の高い悪性リンパ腫腫瘍細胞集団とそれ以外の集団のgeneticな相違をcDNA micro arrayで比較、解析する予定である。平成23年度は、まず前年度に引き続き、悪性リンパ腫幹細胞の探索・同定のため、NOGマウスでの悪性リンパ腫モデルの作製を行った。研究計画のとおり、細胞株ではなく患者検体を用いて、NOGマウスへの生着実験を行った。まず、マントル細胞リンパ腫の患者検体をNOGマウスに移植し、腫瘍細胞は肝臓・脾臓・骨髄など全身の臓器に浸潤し、腹腔内にも巨大な腫瘤を形成した。我々はこの腫瘍細胞におけるCD9の発現に幅があることに着目し、磁気ビーズを用いて腫瘍をCD9陽性の細胞分画とCD9陰性の細胞分画にわけ、それぞれ細胞数を同じにしてNOGマウスへ移植し、造腫瘍能に差異があるか実験を行った。その結果、CD9陽性腫瘍細胞を移植した群と、CD9陰性腫瘍細胞を移植した群で、造腫瘍能に差異はみとめず、NOGマウスにおいて長期間にわたる造腫瘍能の高い悪性リンパ腫腫瘍細胞集団とそれ以外の集団を見出だし、それぞれのgeneticな相違をcDNA micro arrayで比較・解析するという研究実施計画を実行することはできなかった。一方、前年度に樹立した血管免疫芽球性T細胞性リンパ腫のNOGマウスモデルについては、継代移植したマウス体内において形成された腫瘍と患者の腫瘍につきTCRクロナリティアッセイを施行した。その結果、患者の腫瘍と初代から4代目までのNOGマウスでの腫瘍はみな同一のクローンであることが示された。そして2代目以降は初代のマウスでみられたようなB細胞や形質細胞、γグロブリンの産生など、反応性の要素は消失しており、NOGマウス体内で腫瘍細胞が造腫瘍能を徐々に増強していったと考えられた。

今後もNOGマウスにおいて長期間にわたる造腫瘍能の高い悪性リンパ腫腫瘍細胞集団とそれ以外の集団のgeneticな相違を解析していく予定である。
新超伝導体BETS混合ハロゲン化カリウム塩の相図

平成8年度には(1)一連のBETS(=bis(ethylenedithio)tetraselenafulvalene)混合ハロゲン化カリウム塩λ-(BETS)2GaCl4-xYx(0<x<4; Y=F,Cl,Br)は、アニオンサイズを小さくしていくと加圧した場合と同様な変化を一気圧下で再現し一連の超伝導体を与える。(2)λ-(BETS)2GaCl_<2.5>Br_<1.5>常圧下において絶縁体であるが、加圧することによって超伝導が出現する。この物質は超伝導相近くに位置する絶縁相と考えられるが、同様に絶縁相が超伝導相に隣接するTMTSF塩、κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Cl等とは異なり、磁化率の測定からこの物質の低温相は非磁性である可能性があることを明らかにした。理論的にこの物質はスピンギャプ相と反強磁性相との境界にある可能性が指摘されており、低温相の基底状態に興味がもたれている。本年はこの非磁性相について、更に検討をおこなった。^1H-NMRの測定から低温で2nd moment(線幅に対応)がわずかに増大したが、局在スピン系と考えられるようなκ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Clの2nd momentような顕著な増加は観測されなかった。また25K-2Kの温度範囲で、磁気秩序の形成時に特徴的な1/T_1の発散はみられなかった。従ってこの相は反強磁性相ではなく非磁性相であると結論される。λ-(BETS)_2GaBr_4はλ-(BETS)_2CaCl_4と類似の4倍周期構造をとるが伝導度は50Kまでnarrow-gap半導体的な振る舞いをし、50Kで絶縁体に転移をすることが明らかになった。磁化率は約60Kで反強磁性に転移する事を示した。このように高い反強磁性転移をする有機物は珍しく、交換相互作用が大きいことを示しており、酸化物超伝導との関連からも興味深い。本年はλ-(BETS)2GaC14を中心にアニオンとしてClをF,Brに変えた一連の混合ハロゲン化ガリウム塩λ-(BETS)2GaC14-xYx(0<x<4;Y=F,Cl,Br)の結晶作成を行った。BETS塩の精製は草野科学器械製作所の液体クロマトカラムにより行い純度の高いBETSを合成した。帯磁率の測定には2mgの結晶が最低限必要であるため一つサンプルに数回程度の電気分解を行った。混合ハロゲン化ガリウム塩でアニオンサイズを小さくして行くと加圧した場合と同様な変化を一気圧下でほぼ再現できた。アニオンのサイズを大きくしたGaBr4の塩ではλ型を保てず、λ'型に変型することがわかった。このλ'型の物性は未だ不明であり次年度研究したい。0<x1では抵抗の極大が50-100Kにみられ,それ以下で抵抗は減少し4-8Kで超伝導が観測された。1<x<1.5では伝導度は半導体的であり,低温でnon-magneticとなった。即ち磁場を結晶の方向と変え,また大きさも変えて(1-7T)実験したところ変化が見られなかった。

しかし1kbarというわずかな圧力で超伝導体となり超伝導転移温度は9.7Kであった。x>2になるとλ'型になると現在考えている。これまで10K級有機超伝導体は皆k-型超伝導体であったが,λ型も10K級有機超伝導体となることがわかった。又超伝導相の隣がk-型超伝導体に見られた反強磁性相と異なりnon-magnetic相であるということは,酸化物超伝導との関連からも極めて重要でありこれも次年度研究する予定である。平成8年度には(1)一連のBETS(=bis(ethylenedithio)tetraselenafulvalene)混合ハロゲン化ガリウム塩λ-(BETS)2GaCl4-xYx(0<x<4; Y=F,Cl,Br)は,アニオンサイズを小さくしていくと加圧した場合と同様な変化を一気圧下で再現し一連の超伝導体を与える。(2)λ-(BETS)2GaCl_<2.5>Br_<1.5>は常圧下において絶縁体であるが、加圧することによって超伝導が出現する。この物質は超伝導相近くに位置する絶縁相と考えられるが、同様に超伝導相に隣接するTMTSF塩、κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Cl等とは異なり、磁化率の測定からこの物質の低温相は非磁性である可能性があることを明らかにした。理論的にこの物質はスピンギャプ相と反強磁性相との境界にある可能性が指摘されており、低温相の基底状態に興味がもたれている。本年はこの非磁性相について、更に検討をおこなった。^1H-NMRの測定から低温で2nd moment(線幅に対応)がわずかに増大したが、局在スピン系と考えられるようなκ-(BEDT-TTF)_2 Cu[N(CN)_2]Clの2nd momentような顕著な増加は観測されなかった。また25K-2Kの温度範囲で、磁気秩序の形成時に特徴的な1/T_1の発散はみられなかった。従ってこの相は反強磁性相ではなく非磁性相であると結論される。λ-(BETS)_2GaBr_4はλ-(BETS)_2GaCl_4と類似の4倍周期構造をとるが伝導度は50Kまでnarrow-gap半導体的な振る舞いをし、50Kで絶縁体に転移することが明らかになった。磁化率は約60Kで反強磁性に転移した。このように高い反強磁性転移をする有機物は珍しく、交換相互作用が大きいことを示しており酸化物超伝導との関連からも興味深い。
診療における集積知を活用する新しい臨床支援情報システムの研究

本研究は、診療情報DBを医療行為の「集積知」として捉える診療意思決定支援システムの実現のための基礎的研究を行う。二次利用診療DBに再構築し、時系列パターン分析と評価を探索的に行った。また高速専用RDBに展開し、診療中の実時間で複雑条件の検索可能性を得た。また患者属性、検査結果、病名情報、医薬品処方情報の複数の条件をWeb上で設定して症例データを高速に抽出する高速検索DBを匿名化したデータにより試作し基本機能の実装と評価を行い、外来診療中の数秒で実現できる性能が得られた。診療の実用には複数医薬品や検査結果異常の組合せパターンをライブラリ化し随時利用できる機能も必要であることがわかった。構築された東大病院の診療情報データベースのSS-MIX Ver2形式のデータストレージをもとにして類似症例抽出のためのパターン分析を行った。その結果得られた症例抽出パターンを実時間で実現することを検証するため、ビッグデータ研究者に依頼してRDBに展開して並列計算機上でデータ抽出を試みたところ、数秒での検索が可能であることが判明した。これをもとに、次年度に向けて実用的な抽出条件の設定を行う。一方、オントロジーを活用した意味的な類似性を検索する自然言語処理ベースのデータ抽出システムの骨格部分を設計した。また、実際の直面する患者の症状所見や検査結果の定性的な表現を収集し、これを自動的に現在の電子カルテシステムの当該症例記載から取得して、検索条件式に埋め込む方法を検討した。次に検索条件式中に検索値として使用される医薬品情報、検査項目情報、疾患情報の標準的なパラメータ値を既存のデータベースから選択して指定する上での課題を検討するため、メタデータベースであるKEGGを使用契約し、このデータを利用した検索条件値への設定する機能の設計を行った。次年度は以上の成果をふまえて統合検索・抽出システムとその可視化を行う。本研究は、診療情報データベース(DB)を医療行為の「集積知」として捉え、日常診療において、過去の診療類似パターンにおいてどのような診療行為により診療結果が得られたかをリアルタイムに実例として医師に提示し、医療の質・安全の向上をめざす。リアルタイム臨床支援のための「集積知」提示機能を根幹に持つ未来型臨床情報システムの基盤技術とする。初年度は診療DB過去3年分の各種オーダーデータを二次利用DBに再構築し、時系列パターン分析と評価を探索的に行った。また診療経過の自然言語データから特定文字列を高速検索できるようにした。2年目は別研究プロジェクトにより構築したSS-MIX2標準ストレージデータを東大生産技術研究所研究室と連携し専用RDBに展開し、診療中の実時間で複雑条件の検索可能性を得た。また症状所見や検査結果の定性表現を電子カルテDBから抽出する手法を検討した。最終年度は、患者属性、検査結果、病名情報、医薬品処方情報の複数の条件をWeb上で設定して症例データを高速に抽出する高速検索DBを匿名化したデータにより試作し基本機能の実装と基本性能の評価を行い、外来診療中の数秒で実現できる性能が得られた。一方、東大病院の電子カルデータを、データタイプと期間を指定して抽出し、OpenEHR/ISO1360仕様のArchetype準拠データ構造としてMongoDBに蓄積するシステムの開発を行い、1日1回自動実行してデータ抽出できるデータベース抽出基盤の構築ができた。この2つのシステムを統合して実際の診療で運用評価を行う計画であったが、これについては運用の目途は立っているが実システムの複雑性と研究系システムへの接続の安全評価および診療現場への説明に必要な時間的制約により本研究期間中には実現しなかった。東大病院の既存の診療データベースの集積知としての評価を行うため、東大病院の過去3年分(平成21年度23年度)のすべての入院患者および外来患者に関する処方オーダー、検体検査オーダー及び検査結果、患者基本情報、病名データベース、注射点滴実施データ、生理検査オーダ情報についてSS-MIX標準形式の準拠した形式のデータベースおよび研究者独自で構築した二次利用専用の統合データベース形式から、時系列パターン分析のためのグラフ可視化し評価を行った。可視化は、患者ID、対象期間を指定することにより、その期間の処方された医薬品、主要な検体検査を時系列グラフで表示し、その変動パターンを把握しやすいようにタイムスケールを変更できるものである。これを活用してリアルタイムで類似例を検出するためのデータベース設計について考察した。また、入院時現病歴、退院時サマリなど、診療経過を要約した自然言語文章データは、東大病院の電子カルテ全文検索システムをチューニングし、特定文字列を含むカルテの高速検索を使用することにより、その患者属性の一覧表示を実現した。

これにより、前述のオーダー情報をもとにした二次利用データベースだけでは把握することのできない診療経過中の特性や副作用に関する情報を条件として高速に検索することができるようになった。両者の結果を統合的に検索、表示する機能を今後の診療意思決定支援機能を目的として概念設計した。オントロジーとの統合化を図る部分については、次年度に向けた設計を開始した。昨年度終了時点で今年度の主たる目標として、類似症例の実時間検索の可能性を検証することを挙げていたが、これについて実データにもとづく実証試験でほぼその見通しができ、また具体的な条件設定に使う変数の定性的な値の設定方法について方針がたったことから、研究はおおむね順調に進んでいると判断している。電子カルテに代表される診療情報システムに蓄積された日常診療行為と結果のデータベースを医療行為知識の集積データベースすなわち「集積知」として捉える新しい考え方にもとづいた診療意思決定支援システムのあり方を研究するもので、初年度の目標は既存のデータベースの評価手法を確立するものである。これに対して研究者の所属機関の診療大規模データベースへのアクセス手法を確立し、時系列パターンの可視化を実現した。一方、類似症例を検索するための自然言語処理による患者属性の抽出評価については試行錯誤が必要な部分が残っているが、全体としては初年度おおむね順調に進んでいると考えている。最終年度に向けて、自然言語処理による類似症例の抽出、検査結果、処方、病名、治療等のコード化データによる複合条件による類似症例の抽出、抽出された既存症例の直面する症例の類似性と相違性の可視化を行うことにより、医療データベースの集合知としての価値の評価を行う。然言語処理による患者属性の抽出評価については継続するとともに、特定の患者の基本診療情報パターンと類似の既存症例を高速に抽出する手法の開発研究を実施し、その高速化の手法について検討を加えてリアルタイム性の評価を行うことが2年目である24年度の目標であり、これを着実に推進する。基本的な設計と実証実験について、既存システムと既存データベースにより実施することを優先する方針とし、方針を固めてから最終年度に大規模データベース化とその実証システムの開発研究して評価する方針としたため、当初計画よりも今年度までの研究費の使用が少なくし、次年度使用額にまわす額を増やすこととした。次年度はこの方針にもとづき、ほぼ固まった設計にもとづいて実証評価のために開発経費、データ収集・整理の経費に充当する予定である。初年度は、当初計画ではデータ転送用パソコンとデータベースソフトウエアなどを必要とする予定であったが、実際には初年度の段階では性能面で既存の設備で評価実験をすることが可能であった。また、データ整理作業などで人件費を必要とする予定であったが、これについては2年目のシステム開発時点で同時に実施するほうが効率的であると考えられたので、当初は1年目で必要とする予定であった経費の多くが2年度目の前半に使用することとした。次年度は、前半に初年度予定の残研究費と次年度予定研究費とを使用してデータベースの大規模化、高速化に対応させ、特定の患者の基本診療情報パターンの分析のためのデータ整理を派遣職員により実施し、同時に類似検索のシステムの設計と開発をプログラム開発作業を発注して行う。