hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
FBTS法に基づくボアホール計測による空洞及埋設管検出に関する基礎的検討

地下探査には,地表付近の探査と地下深層部の探査とがある.前者は,地上から地中にパルスを照射し,パルス応答の時間遅れを利用して地表面近くの埋設物を探査するものであり,後者は,地中に抗井を掘り,その中にアンテナを配置して地中間のパルス応答を受信し,地下深層部の地層,岩盤の亀裂及び空洞の存在を推定するものである.何れにしてもこれまでの多くの研究では埋設物の位置を推定するものが殆どである.申請者の研究グループは2、3次元の損失性誘電体の推定問題に対して有効なFBTS法を開発し,高い不均質性を持つ損失性誘電媒質の推定を可能にした.本研究期間中に,ダイポールアンテナ長を考慮したシミュレーションデータによる3次元損失性誘電媒質の比誘電率と導電率の同時再構成を行い,良好な結果を得た.3次元のFBTS法を2次元物体の誘電率の推定問題に適用し,周波数領域の実験データを用いて比誘電率分布の再構成に成功した.実験に使用したアンテナは有限長ダイポールであったが,再構成処理を高速化するために送受信ダイポールアンテナの伝送特性を微小ダイポールの送受信特性に校正する方法を開発した.この方法を用いることにより,再構成の処理時間を大幅に短縮することが出来た.また,地中レーダデータのマイグレーション処理法を利用して,地中レーダの実データから地層の誘電率と含水率を遺伝的アルゴリズム最適化法で推定した.マイグレーション処理法による誘電率と含水率の2次元分布は他の手段で調べた地質結果とよく一致した.地下探査には,地表付近の探査と地下深層部の探査とがある.前者は,地上から地中にパルスを照射し,パルス応答の時間遅れを利用して地表面近くの埋設物を探査するものであり,後者は,地中に抗井を掘り,その中にアンテナを配置して地中間のパルス応答を受信し,地下深層部の地層,岩盤の亀裂及び空洞の存在を推定するものである.何れにしてもこれまでの多くの研究では埋設物の位置を推定するものが殆どである.申請者の研究グループは2、3次元の損失性誘電体の推定問題に対して有効なFBTS法を開発し,高い不均質性を持つ損失性誘電媒質の推定を可能にした.本研究期間中に,ダイポールアンテナ長を考慮したシミュレーションデータによる3次元損失性誘電媒質の比誘電率と導電率の同時再構成を行い,良好な結果を得た.3次元のFBTS法を2次元物体の誘電率の推定問題に適用し,周波数領域の実験データを用いて比誘電率分布の再構成に成功した.実験に使用したアンテナは有限長ダイポールであったが,再構成処理を高速化するために送受信ダイポールアンテナの伝送特性を微小ダイポールの送受信特性に校正する方法を開発した.この方法を用いることにより,再構成の処理時間を大幅に短縮することが出来た.また,地中レーダデータのマイグレーション処理法を利用して,地中レーダの実データから地層の誘電率と含水率を遺伝的アルゴリズム最適化法で推定した.マイグレーション処理法による誘電率と含水率の2次元分布は他の手段で調べた地質結果とよく一致した.地下探査には,地表付近の探査と地下深層部の探査とがある.前者は,地上から地中にパルスを照射し,パルス応答の時間遅れを利用して地表面近くの埋設物を探査するものであり,後者は,地中に抗井を掘り,その中にアンテナを配置して地中間のパルス応答を受信し,地下深層部の地層,岩盤の亀裂及び空洞の存在を推定するものである.何れにしてもこれまでの多くの研究では埋設物の位置を推定するものが殆どである.申請者の研究グループは空中や他の均質媒質に置かれた3次元の損失性誘電体の推定問題に対して有効なFBTS法を開発し,高い不均質性を持つ損失性誘電媒質の推定を可能にした.本研究期間中に,FBTS法を3次元の地下構造の推定問題に適用し,地中埋設物の推定や地下空洞の推定にFBTS法が有効であることを示した.また,送信アンテナと受信アンテナの形を考慮し、FBTS法の実用化を進めた。さらに,FBTS法を高速化するために,複数のアンテナから同時に電磁波を放射する組波源を提案した.組波源を利用することにより再構成時間は大きく短縮されたにもかかわらず,再構成結果は,従来の波源を一つずつ使う方法による結果と比べてほぼ同じ精度を得ることができることを明らかにした.また,Filtered FBTS法を3次元問題に適用し,不均質性が強い媒質の推定や,測定電磁界に非常に強い雑音が含まれる場合に対する有効性を明らかにした.さらにMultigrid-FBTS法を導入することにより,解析時間を短縮するだけでなく,広範囲の推定領域の探査を可能にした.地下探査には,地表付近の探査と地下深層部の探査とがある.前者は,地上から地中にパルスを照射し,パルス応答の時間遅れを利用して地表面近くの埋設物を探査するものであり,後者は,地中に抗井を掘り,その中にアンテナを配置して地中間のパルス応答を受信し,地下深層部の地層,岩盤の亀裂及び空洞の存在を推定するものである.何れにしてもこれまでの多くの研究では埋設物の位置を推定するものが殆どである.申請者の研究グループは2、3次元の損失性誘電体の推定問題に対して有効なFBTS法を開発し,高い不均質性を持つ損失性誘電媒質の推定を可能にした.本研究期間中に,ダイポールアンテナ長を考慮したシミュレーションデータによる3次元損失性誘電媒質の比誘電率と導電率の同時再構成を行い,良好な結果を得た.

3次元のFBTS法を2次元物体の誘電率の推定問題に適用し,周波数領域の実験データを用いて比誘電率分布の再構成に成功した.実験に使用したアンテナは有限長ダイポールであったが,再構成処理を高速化するために送受信ダイポールアンテナの伝送特性を微小ダイポールの送受信特性に校正する方法を開発した.この方法を用いることにより,再構成の処理時間を大幅に短縮することが出来た.また,地中レーダデータのマイグレーション処理法を利用して,地中レーダの実データから地層の誘電率と含水率を遺伝的アルゴリズム最適化法で推定した.マイグレーション処理法による誘電率と含水率の2次元分布は他の手段で調べた地質結果とよく一致した.
肝細胞高密度培養系を利用する肝機能補助装置の開発

ハイブリッド型人工肝臓の開発のためには、肝細胞の高密度大量培養技術の確立が不可欠である。研究代表者らは、多孔質の樹脂(polyvinyl formal樹脂多孔質体;pvf樹脂)を用いることにより、肝細胞を1×10^7cells/cm^3の高密度で、1週間以上にわたって培養可能であることを報告してきた。本研究は、肝細胞の機能をさらに長期間にわたってより良好に維持することを目的として、PVF樹脂を担体とする肝実質細胞と非実質細胞の混合培養を行い、非実質細胞が固定化肝細胞の機能の維持に及ぼす影響について検討した。肝実質細胞はラットからコラゲナーゼ灌流法によって採取し、非実質細胞としてラットの肝由来非実質細胞を用いた。担体として平均孔径250mumのPVF樹脂を20×20×2mmに細切して用いた。担体を35mmのペトリディッシュ内におき、肝細胞単独、肝細胞+肝由来非実質細胞のそれぞれの細胞縣濁液を担体上から注入することにより細胞を播種し、3週間の静置培養を行った。対照としてコラーゲンをコートしたディッシュを用いて単層培養を行った。培養肝細胞の活性は、アンモニア代謝能、尿素合成能、アルブミン分泌能から評価した。培養終了後、担体内に固定化された細胞を走査型電子顕微鏡にて観察した。肝細胞のアンモニア代謝・尿素合成能は、PVF群、ディッシュ群のいずれもほぼ同様の傾向で培養期間とともに徐々に低下した。また、肝細胞単独群、混合培養群の間には明らかな差を認めなかった。一方、アルブミン分泌能は、培養初期にはディッシュ群が高い傾向を示したが、1週間以降ではPVF群が高値を示し、PVFを用いる培養系が、肝細胞の機能維持に有用であることが示された。SEMによる観察では、肝細胞は球形を保ったまま、担体内に固定化されていた。
親密圏における人権規範の役割と射程

当該研究は、親密圏の変容・再編成において、人権規範がどのような役割を果たしているかを、法学的観点から明らかにすることを目的とした。具体的には、「家族領域」において自由化、およびジェンダーと性的指向に基づく平等化の流れが、近代家族とは異なる親密圏を構築しつつあることを明らかにしようとした。性別役割に基礎づけられた「近代家族」とは異なる親密圏を構想する先行研究を整理し、「ケアの絆」に基づく「母子関係」の保護を主張する理論に着目するとともに、親密圏にも公共圏の建前である自由や権利を及ぼしていくという自由主義的アプローチも同時に求められると考えた。次に、諸個人の権利を基礎にして親密圏をとらえることは、婚姻家族内の平等主義の追及には止まらないことを、裁判実践を取り上げて示した。例えばヨーロッパ人権裁判所は、婚姻は「お互いに対する、そして子に対する、認識可能な一連の契約的性質の権利義務をもたらす公的かつ法的な約束」であり、家族生活を作り出すという究極的な意思の表明とみなしている。婚姻そのものや性的関係があることよりも、互いに権利義務を負うという法的な拘束こそを本質と見ていることになる。このようなアンガージュマンを重視するアプローチは、婚姻外、さらに性愛抜きの関係にも拡大可能な論理を提供していることに注目すべきだろう。また、子に対するケアの関係に対しても、自然的血縁に基づかないケアの絆への法的枠組の付与を求める動きは、親密圏において権利や平等を求める動きの中で追求されていることも示した。
自閉症スペクトラム障害児の同一性保持現象に対する保護者・支援者の熟達化過程

2018年度は、本研究の基礎となる文献のレビューを行ってきた。その過程の中で、以下の三点が明らかになり、今後の検討課題が示された。第一は、「同一性保持現象の発達モデル」についてである。本邦においては鬼塚(1997),鬼塚(2005)のモデルがある。同一性保持現象と他の認知能力との関連を検討した研究としては、五位塚ら(2016)、石倉ら(2008)、香西ら(2007)を挙げることができる。これらの研究では、表象・対人的相互反応・言語能力との関連で検討が行われている。課題としては、より広範な自閉症の症状との関連で検討する必要が明らかとなった。第二は、「同一性保持現象」の構成概念の問題である。以前より、欧米では障害児の問題行動をChallenging Behaviorとして捉える流れがある。欧米の複数の文献(たとえば、Matson,2016)を概観すると本研究の対象となる同一性保持現象はChallenging Behaviorに包括される。どのような行動を本研究の対象とすべきか改めて検討する必要があることが明らかとなった。第三は、「支援者と保護者の熟達化モデル」である。ASD児・者の支援者の熟達化モデルはについては、「熟達化」として捉えられていないものの、松山(2016)などを挙げることができる。保護者の熟達化については、障害受容との関連で検討した。障害受容モデルは乳幼児期の子育てとの関連から検討されることが多い(たとえば、山本ら,2010)。しかしながら、いずれの研究も同一性保持現象に対する保護者の認識を明らかにするものではない。また、支援者と保護者の認識のずれに焦点を当てた研究は、ほとんど行われていなかった。本研究は、以下の4つの研究から構成されている。【研究I】(質問紙調査):ASD児の同一性保持現象の発達モデルに関する研究、【研究II】(面接調査):ASD児の同一性保持現象に対する支援者の熟達化過程、【研究III】(面接調査):ASD児の同一性保持現象に対する保護者の熟達化過程、【研究IV】:保護者と支援者のASD児の同一性保持現象に対する理解の差異に関する研究である。現在のところ、これらの研究の基礎となる文献レビューを終わらせている。この結果については、論文としてまとめている途中であり、2019年度に投稿するための準備を行っている。また、【研究I】(質問紙調査)の研究計画を立案しているところである。現在のところ鬼塚(1997)のモデル、海外の諸文献を参考にしながら、対象となる同一性保持現象を検討している。また、ASDの同一性保持以外の症状との関連を検討するための指標について検討を行っている。これらについての課題がクリアできたところで質問紙の構成にあたる予定である。【研究II】【研究III】(面接調査)については、研究計画の立案を行っている。面接調査の方法についてM-GTAを使用することが妥当であると考えられた。分析テーマについては、すでに決定している。今後は、対象となる同一性保持現象の範囲を特定して、質問項目を選定していく。2019年度は、主として【研究I】と【研究II】・【研究III】を進めていく。【研究I】については、質問紙調査の予備調査を8月に実施する。その結果を受けて、10月1月にかけて本調査を行う予定である。調査結果は2020年度(2020年9月)の日本特殊教育学会第58回大会にて発表、ならびに2020年度に学会誌に投稿する予定である。【研究II】と【研究III】については、6月7月にかけて調査項目の選定を行う予定である。その後、【研究III】について【研究II】よりも先行してデータの収集を行う予定である。これは、【研究I】の調査にて、【研究III】の参加者を同時に募集するためである。【研究III】については、2019年度内にデータ収集を終了する。2020年度に分析を行い、学会で発表する予定である。【研究II】は、【研究III】のデータ収集が終了した後に行う予定であるため、2019年度は調査方法の検討にとどめる予定である。

第三は、「支援者と保護者の熟達化モデル」である。ASD児・者の支援者の熟達化モデルはについては、「熟達化」として捉えられていないものの、松山(2016)などを挙げることができる。保護者の熟達化については、障害受容との関連で検討した。障害受容モデルは乳幼児期の子育てとの関連から検討されることが多い(たとえば、山本ら,2010)。しかしながら、いずれの研究も同一性保持現象に対する保護者の認識を明らかにするものではない。また、支援者と保護者の認識のずれに焦点を当てた研究は、ほとんど行われていなかった。本研究は、以下の4つの研究から構成されている。【研究I】(質問紙調査):ASD児の同一性保持現象の発達モデルに関する研究、【研究II】(面接調査):ASD児の同一性保持現象に対する支援者の熟達化過程、【研究III】(面接調査):ASD児の同一性保持現象に対する保護者の熟達化過程、【研究IV】:保護者と支援者のASD児の同一性保持現象に対する理解の差異に関する研究である。現在のところ、これらの研究の基礎となる文献レビューを終わらせている。この結果については、論文としてまとめている途中であり、2019年度に投稿するための準備を行っている。また、【研究I】(質問紙調査)の研究計画を立案しているところである。現在のところ鬼塚(1997)のモデル、海外の諸文献を参考にしながら、対象となる同一性保持現象を検討している。また、ASDの同一性保持以外の症状との関連を検討するための指標について検討を行っている。これらについての課題がクリアできたところで質問紙の構成にあたる予定である。【研究II】【研究III】(面接調査)については、研究計画の立案を行っている。面接調査の方法についてM-GTAを使用することが妥当であると考えられた。分析テーマについては、すでに決定している。今後は、対象となる同一性保持現象の範囲を特定して、質問項目を選定していく。2019年度は、主として【研究I】と【研究II】・【研究III】を進めていく。【研究I】については、質問紙調査の予備調査を8月に実施する。その結果を受けて、10月1月にかけて本調査を行う予定である。調査結果は2020年度(2020年9月)の日本特殊教育学会第58回大会にて発表、ならびに2020年度に学会誌に投稿する予定である。【研究II】と【研究III】については、6月7月にかけて調査項目の選定を行う予定である。その後、【研究III】について【研究II】よりも先行してデータの収集を行う予定である。これは、【研究I】の調査にて、【研究III】の参加者を同時に募集するためである。【研究III】については、2019年度内にデータ収集を終了する。2020年度に分析を行い、学会で発表する予定である。【研究II】は、【研究III】のデータ収集が終了した後に行う予定であるため、2019年度は調査方法の検討にとどめる予定である。今年度は、文献のレビューを行ったが、その整理のためのアルバイトを雇った。当初の予定よりも時間数が短く終了したため、想定していた金額を支出しなかった。次年度は、データの収集が始まるので、そのデータの整理にアルバイト謝金が必要となることが予想されるため、その部分に使用する予定である。
HIV-1 vpr遺伝子産物の細胞増殖および分化に及ぼす影響

ヒト免疫不全ウイルス1型(HIV-1)は、ヒトに長期間持続感染し、最終的には後天性免疫不全症候群へと導く。HIV-1には自身の複製に必須ではないアクセサリー遺伝子群が存在するが、その一つであるvpr遺伝子はウイルスの本来持っている細胞傷害活性への関与が示唆されていた(Nishino et al., J. Gen. Virol. 75:2241-2251,1994)。その一方で、その蛋白質は核移行性がありロイシンジッパー様配列を持ち、細胞増殖抑制あるいは分化を誘導することが知られていた。本研究は、vp遺伝子産物が相互作用する細胞因子の単離およびその機能解析により、誘導される細胞分化、増殖および死といった現象の機序を明らかにすることを目的としている。本年度は、Vpr蛋白質により誘導される現象のうち、まず、細胞増殖と死に関する機序の解析を始め、以下の成果を得た。1.vpr遺伝子の各機能領域と予測される部分に欠損あるいは点変異を導入したVpr発現ベクターを作製した。2.1で構築した発現ベクターを細胞に導入し、Vpr蛋白質の細胞内局在および細胞増殖への影響を解析した。その結果、(1)Vpr蛋白質の核移行に関連する領域はGlu^<17>-Ala^<59>にあり、特にGlu^<17>-Phe^<34>が重要であった。(2)Vpr蛋白質の発現により、細胞周期はG2期にアレストされることを確認した。(3)vpr遺伝子を導入したNIH3T3細胞はコロニー形成率および増殖性が極めて低下した。この現象に関連する領域はMet^1-Asn^<16>あるいはGlu^<82>-Ser^<96>であった。また、導入された細胞は高率にflat-typeに形態変化しており、この現象にはMet^1-Ala^<30>あるいはIle^<60>-Ser^<96>が関与していた。(4)Vpr発現細胞における形態変化の機序を調べるために、導入された細胞の細胞骨格および細胞外マトリックス蛋白質のmRNA量を調べたところ、ビメンチンとラミニンで発現増加傾向が認められた。最近、Vpr発現細胞では不活性リン酸化型のp34^<cdc2>が増加することが報告された。それと本年度の成果から、Vpr蛋白質はp34^<cdc2>がキナーゼとして活性型になる上で関連する脱リン酸化あるいはリン酸化過程に作用し、不活性化型を増加させ細胞周期をG2期にアレストすると同時に、直接、あるいは間接的にこのキナーゼの基質である蛋白質(ビメンチンやラミニン等)のリン酸化の低下、あるいは転写段階での増加を誘導し、その結果、細胞の形態変化を引き起こす可能性が示唆された。現在、これらの可能性について詳細な検討を進めている。

それと本年度の成果から、Vpr蛋白質はp34^<cdc2>がキナーゼとして活性型になる上で関連する脱リン酸化あるいはリン酸化過程に作用し、不活性化型を増加させ細胞周期をG2期にアレストすると同時に、直接、あるいは間接的にこのキナーゼの基質である蛋白質(ビメンチンやラミニン等)のリン酸化の低下、あるいは転写段階での増加を誘導し、その結果、細胞の形態変化を引き起こす可能性が示唆された。現在、これらの可能性について詳細な検討を進めている。
慢性的窒素不足環境での植物の生存を支える転写制御ネットワークの解明

本研究では、慢性的窒素不足環境における効率の良い窒素栄養吸収を担う高親和性硝酸イオン輸送体遺伝子(AtNRT2.4)の発現を制御する転写因子として同定した、一群のGARP型転写因子(NBG)の機能解析を行った。発現解析、過剰発現体・恒常的活性化型NBG過剰発現体の解析などから、NBGは窒素充足条件時に窒素不足応答に関わる遺伝子の約2割の発現を抑制する転写抑制因子であることが明らかになたった。これらの結果から、NBGは慢性的窒素不足転写応答のマスターレギュレーターの1つであることが示唆された。慢性的窒素不足環境での植物の生存を支える転写制御ネットワーク解明を目指し、新奇GARP型転写因子群の機能解析のため、以下の実験を行った。新奇GARP型転写因子が転写活性化因子なのか抑制因子なのかを調べるため、GAL4プロモーターとGAL4 DNA結合ドメイン-GARP型転写因子融合タンパク質を発現するコンストラクトを用いてトランジェントアッセイ法により検定したところ、転写抑制因子であることが明らかになった。またその働きには、N末端側に存在する転写抑制(SRDX)モチーフが必要であることも明らかにした。新奇GARP型転写因子3種類について、real-time PCR及びプロモーター:GUS融合遺伝子を導入した形質転換体を用いて発現パターンの解析を行った。その結果、どの遺伝子も植物体全体で広く発現し、窒素不足環境では発現が弱くなることを明らかにした。新奇GARP型転写因子の生理機能解析及び標的遺伝子同定のため、過剰発現体と恒常的活性化型過剰発現体の確立を行った。当初は恒常的活性化型と恒常的抑制型の両方の過剰発現体を作製する予定だったが、新奇GARP転写因子が転写抑制因子であることが明らかになったため、恒常的活性化型の過剰発現体のみを確立した。本研究は、慢性的窒素不足環境での植物の生存を支える転写制御ネットワーク解明を目指し、窒素不足環境下での硝酸イオン吸収に重要なNRT2.4の発現制御に関わることから同定された新奇GARP型転写因子(NBG)群の機能解析を進めるものである。シロイヌナズナは7つのNBG遺伝子をもつ。昨年までの研究により、NBGは転写抑制因子としての性質をもつこと、5つのNBG(NBG1, 2, 3, 4, 5)の発現は窒素栄養状態と負の相関があることを明らかにした。これらのことから、NBGは窒素充足条件でNRT2.4など窒素欠乏応答に関わる遺伝子の発現を抑制する働きを持つと考えられた。本年度はNRT2.4以外の標的遺伝子の探索とNBGの生理機能の解析を行った。特に、発現のレベルと窒素応答性が高い4つの遺伝子(NBG1, 2, 3, 4)に焦点をあてた。標的遺伝子探索のため、NBG過剰発現体(NBG-ox)と恒常的活性化型NBG過剰発現体(NBG-VP)を確立し、マイクロアレイ解析を行った。NBG-oxで発現が抑制され、かつNBG-VPで発現が上昇する遺伝子をNBGの標的遺伝子候補として絞り込み、73遺伝子を同定した。この中には、窒素吸収や窒素のリサイクリングなど窒素欠乏応答に関わる既知の遺伝子が多く含まれていた(NRT2.4, NRT2.5, GDH3, GLN1;4など)。二重変異体では表現型の変化は見られなかったが(4重変異体を作製中)、NBG-oxでは、根の成長・発達の窒素栄養応答に異常が観察されたことから、NBGは窒素欠乏応答の主要な制御因子であることが強く示唆された。概ね当初の計画通りに進展している。新奇GARP型転写因子の発現パターンの解析と過剰発現体の確立は完了した。また新奇GARP型転写因子が転写抑制因子として働くことを明らかにし、恒常的活性化型の過剰発現体も確立した。27年度が最終年度であるため、記入しない。農学確立した過剰発現体と恒常的活性化型過剰発現体を用いて、形態と代謝の両面から表現型解析を行う。またこれらの形質転換体を用いたマイクロアレイ解析及び全クロマチン免疫沈降シークエンスにより、新奇GARP転写因子の標的遺伝子の同定を進める。いくつかの形質転換体の確立が予定より遅延しており、それにより繰越金が生じた。遅れている形質転換の確立を完了するため、繰越金を使用する予定である。
「文検」手工科の研究-師範学校教員に期待された教科専門知識及び技能に関する分析-

本研究では、手工科教育の模索期(1886年1906年)および定着期(1907年1925年)に実施された「文検」手工科の出題傾向や内容についての分析し、手工科担当師範学校教員に必要な資質として、1)模索期においては、物品製作の技能、手工科教育の目的論の理解および手工科教育の教育課程編成能力、2)定着期においては、物品製作の技能、図学の知識およびそれを応用した製図の能力、工業分野の基礎を学ばせるという手工科教育の目的論やそのための指導法の理解、および教育課程編成能力、が重視されていたことが明らかになった。平成22年度は、主に「文検」手工科の制度的変遷について、『官報』や『文部省年報』等の公刊資料および『手工教育』および『文検世界』などの教育関係雑誌を用いて、「文検」そのものの制度や試験日程等に関する制度史をたどり、「文検」手工科がどのような歴史的変遷を経て実施されてきたかを分析した。その結果、「文検」手工科は、師範学校の学科課程に手工科が存続していた1886年から1942年までの間に、少なくとも47回実施されていた。そして、この試験制度には、徐々に発展的傾向があることを指摘できた。「文検」手工科が実施され始めた頃は、試験は本試験のみの1段階方式で行われていたけども、1905年から、手工科の試験も予備試験および本試験の2段階方式で行われるようになった。また、試験内容の点においても、手工科に直接的に関わるものとして、「教授法」と「実地」が受験生に課せられていたけれども、1918年からは、「口述」の内容が加えられた。さらに、手工科だけでなく、「教育大意」や「国民道徳要領」も課せられた。こうした試験制度の整備・発展が、受験者数の増加にもつながり、「文検」手工科が継続的・発展的に営まれていくことになったと考えられた。平成23年度は、主として明治・大正期における「文検」手工科の試験問題の分析を行い、その特質として、次の6点を明らかにした。第1に、手工科教育の目的や価値を問う問題が継続的に出題されており、手工科教育の活動を主導する目的的価値課題についての理解が重視されていたと考えられた。第2に、各種の「細工」において必要な「仕事」や教材の選択・排列の方法を問い、実際に教育課程を編成させる問題が継続的に出題されており、自ら作業要素を「仕事」という形で抽出し、必要な教材を選択して系統的に排列しつつ、手工科教育の教育課程を編成し得る能力が求められていたと考えられた。第3に、材料、寸法、構造などの一部条件以外の構想や製作の手順、段取りなどは受験者に考えさせて製作を行わせる物品製作が毎回課されており、物品製作の技能が基礎的資質の1つとして考えられ、とりわけ物品製作の技能の中でも、工業ないし産業における構想・計画・立案・段取りなどに関わる創意的・構成的能力が重視されていたとみることができた。第4に、製作することを仮定して物品の構想を描かせる製図の問題が、1906(明治39)年以降、毎回出題されており、製図の技能が重視されていたとみることができた。第5に、立体の切断面の形状や立体の展開図を描かせる製図の問題が、1906(明治39)年以降、毎回出題されており、立体の形状や構造を正しく理解し、それを正確に図に描き表す「幾何画」の知識や技能が重視されていたとみることができた。第6に、手工教室の構造、およびそこに備えるべき工具、機械、備品等の物品についての問題が出題されており、施設・設備を整備・管理する能力が求められていたとみることができた。平成24年度は、手工科教育の模索期(1886年1906年)および定着期(1907年1925年)に実施された「文検」手工科の出題傾向や内容についての分析を行った。1.手工科教育の模索期(1886年1906年)の「文検」手工科においては、手工科担当師範学校教員に必要な資質として、工業ないし産業における構想・計画・立案・段取りなどに関わる創意的・構成的能力を第一義に位置づけた物品製作の技能が最も重要なものとして求められるとともに、手工科教育の活動を主導する目的的価値課題の理解および手工科教育の教育課程を編成し得る能力も必要不可欠なものとして重視されていた。2.手工科教育の定着期(1907年1925年)の「文検」手工科においては、創意的・構成的能力を第一義に位置づけた物品製作の技能とともに、図学の知識およびそれを応用した製図の能力が最も重要なものとして求められていた。

さらには工業分野の基礎を学ばせるという手工科教育の目的論やそのための指導法の理解、および教育課程を編成する能力も手工科担当師範学校教員に必要不可欠なものとして重視されていた。これらの点から、手工科教育の定着期(1907年1925年)における「文検」手工科では、模索期(1886年1906年)における内容、および1910(明治43)年に制定された「師範学校教授要目」(文部省訓令第13号)に比して、図学や製図の能力を位置づけた工業分野につながる基礎的知識や技術が重視されていたとみることができた。国民教育の中で手工科教育が定着した時期において、文部省自らが主催していた「文検」手工科がこうした特徴を有していたことは、手工科が、図学や製図学習を位置づけた工業分野につながる基礎的知識や技術を学ぶ教科であったとみなされていたことを意味しており、手工科教育史上重要な意味をもつと考えられた。「文検」関係雑誌が所蔵されている図書館等が少なく、試験問題の収集に時間がかかっている。24年度が最終年度であるため、記入しない。試験問題は、「文検」受験対策用図書等などにより、概ね収集できた。今後は、手工科教育の時期区分により、三期に区分し、それぞれの時期における試験問題の内容と特質を解明していく。
英語否定文の歴史的発達

1本研究期間の当初に、本研究課題と直結する英語否定文の史的発達を扱った研究代表者の論文"On the Scope of Negative Concord"が印刷出版された。(1)否定文においてbeはhaveよりも早くdoと共起した。(2) beには本動詞、受動態助動詞、進行形助動詞の三つの機能があるが、前二者のbeはほぼ同時期1590年頃doと共起し始めたが、最後の機能のbeはおよそ200年遅れて1790年過ぎ頃doと共起し始めた。(3) haveはdoと1700年過ぎ頃共起し始めた。通説より50年以上早い。3著書『英語史』を出版した。英語の先史、英語の成立と発達の背景、借用語、文字と音声、形態論、統語論の6章に分けて英語の全史を概説したが、最後の統語論の章のとくに迂言的doを扱った二つの節では本研究の成果を効果的に利用することが出来た。1.本研究の目的は、English Prose Drama on CD-ROMを使用して、近代英語(1500年以降現在までの英語)における否定文の歴史的発達の最も顕著な特徴を明らかにすることである。この目的は下記に示すように現在ほぼ達成されつつある。2.本CD-ROMに収録されている1540-1900年間の400余人の作家による1800余の散文戯曲中に、英語否定文でbe,haveがdoと共起している用例が約2,600見出された。これらを分析して、次の3点i-iii)が明らかとなった。i)1例を除き、beはhaveよりも早くdoと共起した。ii)beには本動詞、受動態形成助動詞、進行形形成助動詞の三つの機能が区別されるが、前二者のbeはほぼ同時期1590年頃doと共起し始めたが、最後の機能のbeはおよそ200年遅れて1790年過ぎにdoと共起し始めた。iii)haveはdoと1700年過ぎ頃共起し始めた。3.一般本動詞は否定文で遅くとも1400年頃からdoと共起し始めたことが既に知られているが、この事実に本研究が明らかにした上記の諸点を加えると、否定文で本動詞、be、haveとdoとの共起の時期的順序は次であることがわかる。本動詞→be(本動詞・受動態→進行形)→haveこの順は、まことに興味深いことに、次の文に例示される英語の最大の動詞句における各種の動詞の配列順と正反対(鏡像関係(mirrorーimage))である。これには深い理由があろう。それについて幼児の言語習得資料をも加えて考察した結果を本年9月までに、裏面に記載の第2,第3論文として発表することが決定している。今年度は研究計画の二年目(最終年)に当たる.研究遂行のための設備備品・消耗品としてOED2onCD-ROMの他、電子化された資料集成ICAME Collection of English Language,Project Gutenbergを買い、他方、研究代表者と同分野の研究者がいる大阪市立大学、愛知県立大学、名古屋大学へ出張し、情報交換と資料収集を行った。これらを活用して、次の三点の研究成果をあげることが出来た(発表順)。1論文「準助動詞have toの成立にみられる文法化」本来所有を表わす本動詞haveがとる構文の一つに古英語当初からI have something to sayがあり、さらにこの構文の異形の一つにI have to saysomethingがあった。この異形から1400年頃までに、SVO語順の確立に伴い、準助動詞have toが発達したことを、主としてOED2onCD-ROMから収集した用例に基づいて実証的に論じた。この論文は秋元実治編『文法化-研究と課題-』(平成13年5月出版予定、英潮社)に収録されることになっている(初校済み)。英語の先史、英語の成立と発達の背景、借用語、文字と音声、形態論、統語論の6章に分けて英語の全史を概説したが、最後の統語論の章のとくに迂言的do、否定構造を扱った二つの節では本研究の成果を効果的に利用することが出来た。
医用画像情報からの高精度頭部3次元モデルの構築と臨床応用

画像診断においては,患部周辺の形状計測データから,高精度な3次元画像を構築し,医師が患部や異常部を特定する作業を支援する必要がある。また,人体各部の機能的な情報(変形や運動)についても,静的な形状の計測・可視化に加えて,診断を行う上での重要な手がかりとなっている。特に顔面形成外科や歯科分野においては,顔面骨格および顔表面形状を立体的に改変して形状の正常化を図り,形態異常に起因する咀嚼運動の障害、発音障害などの機能面を改善するとともに顔貌の審美障害を改善することが求められている。申請者は,98年より頭部の解剖学的構造と変形機構を正確に再現した3次元頭部モデルの構築に関する研究に従事してきた。その応用事例として,本研究課題において,九州大学歯学研究院中島昭彦教授の協力のもと医用画像データから高精度3次元頭部モデルを構築し,歯科における顎顔面形態の診断支援を行う実用的なシステムを構築し,その研究成果により工学・医学双方の学会において論文賞を受賞するに至った。現在,構築システムは九州大学歯学部付属病院にて試験運用中である。現在,更なる形態表示の精度向上を目指すとともに,顎顔面運動の計測・可視化機能をも組み込むことで,形態・機能両面から顎顔面領域における歯科的診断・治療を支援するシステムの構築を目指している。本研究課題は、工学,歯学(医学)の領域をまたぐ学際的なテーマであるため,研究成果の発表は工学,歯学双方の学会において行い,双方の分野において広く成果を公表することを心がけた。尚,本課題遂行期間中の成果を纏めた学術論文投稿の準備を進めている段階である。CTやMRIなどの医用計測機器の発達によって詳細な人体の形態的情報を獲得することが可能となり、その技術は医療領域における診断・治療に役立てられている。この際、取得した3次元形状データを立体画像として可視化するため、コンピュータグラフィックス(以下、CG)の技術が活用されている。本研究では,人物頭部の3次元形状及び表情生成機構を解剖学的に精巧に再現したCGモデルの構築と、工学・医学分野双方における応用を目指して研究を進めている。本研究は,X線画像やCTなどの医用画像データから取得した頭部の形状情報から、従来にない精度の頭部3次元モデルを実用的な処理コストで構築し、顔の解剖学的構造のみならず動的な特性までもモデル化することで、頭部形状情報の効果的な3次元提示と顔面変形シミュレーションを目標としている。リアルな表情動画像を生成するだけでなく、治療後の顔面変形の3次元的な予測や表情解析などの臨床応用を目指している。応用事例として、顎矯正治療対象患者の術前の正面・側面X線画像と正面・側面顔画像から得られる計測点の3次元座標値により、顔・骨格の標準形状モデルを変形して頭部3次元モデルを構築する手法を考案し、手術後の顔貌変形を予測する歯科矯正診断・支援システムの研究開発を継続的に行ってきた(九州大学歯学部歯科矯正学教室の中島教授らとの共同研究)。今年度は特に,顎変形症患者を中心に3次元CTなどの患者データベースを作成し,システムによって作成されるモデルの定量的な精度評価,使用感の調査などを行い,改良につとめた。特に,様々なケースの患者に対して、汎用的な個人頭部形状の再現が可能なシステムの構築のため,数回九州大学に赴き,データベースの構築及びモデル構築アルゴリズムの検討を行い,プログラミング作業及びテストを実施した。研究の成果は画像処理に関する国内研究会,国際学会において発表を行なった。
陸源性鉱物粒子の海洋へのフラックス

本研究の目的は、陸源性の細粒な鉱物粒子が、風や河川によって、どのように海洋にフラックスしていくかを調べることであるが、今回は、陸源性鉱物粒子として、沖縄において、深刻な社会問題となりつつある赤土土壌粒子のサンゴ礁海域への拡散過程にスポットをあてた。係留地点として、沖縄本島で最大規模の河川系の河口で、しかも、サンゴ礁が広く発達している、億首川の河口海域が選ばれた。係留系には、塩ビパイプを作ったセジメントトラップとメモリ-パック式の濁速計ペアになるようにして、表層と底層付近に係留した。その他、流速計、RMD水深計も係留した。観測期間は、1991年の6月25日から7月17日までの22日間と、同年、10月16日から11月3日までの18日間の2回である。観測の結果、降雨があると、濁度が数ppm上昇するのが解る。降雨が無くとも、表層に現われた濁度ピ-クが底層に移動するのが見られ、係留地点の近くで巻き上げられた粒子が係留地点で堆積していることを示していると解釈出来る。巻き上げは、底層から表層まで約15m以上、上がることが確認され、トラップ試料から、巻き上げられているものは、砂質の底質に混じっている泥であることが解る。底層での巻き上げ時に、流速も強くなり、その潮位は、概して、満潮から下げ潮時である。また、台風の接近など、風が強く、海がしけてくると巻き上げられる粒子が多くなる。濁度とトラップ量には、ある一定の関係が見られるが、表層と底層を比べると、底層のものがトラップ量に比べて濁度が強く観測され、巻き上がってくる粒子をセジメントトラップは良く補集していないことが解る。また、有機物量の高い6月のトラップ試料では、濁度に比べて、トラップ量が少なくなり、有機物の濁度はより高く計測されていることが解った。
宇宙線電子・ガンマ線検出器のための画像パターン認識トリガーの開発

本研究では、GeV10TeV領域の宇宙線電子・ガンマ線観測装置に用いるバックグランド除去能力の高い高速データ収集システムを構築するために、入射粒子が起こすカスケードシャワーの形状を画像パターンとしてシンチファイバーと光電子増倍管(PMT)で読み出し、オンボードでの画像認識による粒子選別を行うシステムの開発を行った。ヒットパターン(ON/OFF信号)はディスクリVLSI(TAN、IDE社製)から読み出す。このVLSIは32チャンネル分のディスクリ回路を内蔵し、各チャンネルのヒット(ON/OFF)信号が出力される。このディスクリチップと、それと対になるアンプチップ(VA32_75)の一組を内蔵したPGAパッケージを入手し、これを読み出すためのVME計算機システムを準備した。現在も読み出しテストを続けている。またシンチファイバー検出器については、64chのマルチアノード光電子増倍管8本に、512本のシンチファイバーを取り付けた検出器を製作して、CERN_SPSと放医研HIMACにおいてビーム実験を行った。電子と陽子のシャワー画像、重粒子イオンのトラックの読み出しに成功した。引続きこのデータを用いた粒子選別の詳細な解析を進めている。本研究では、GeV10TeV領域の宇宙線電子・ガンマ線観測装置に用いるバックグランド除去能力の高い高速データ収集システムを構築するために、入射粒子が起こすカスケードシャワーの形状を画像パターンとしてシンチファイバーと光電子増倍管(PMT)で読み出し、オンボードでの画像認識による粒子選別を行うシステムを開発する。そのためにヒットパターン(ON/OFF信号)をディスクリVLSI(TAN、IDE社製)から読み出さなくてはならない。このVLSIは32チャンネル分のディスクリ回路を内蔵し、各チャンネルのヒット(ON/OFF)信号が出力されている。まずは、ディスクリチップのテスト環境を選定しなくてはならなかったが、IDE社との相談の結果、ディスクリチップと対になるアンプチップ(VA32_75)の一組を内蔵した扱いの容易なPGAパッケージを入手することができた。このときテスト用に少量購入の交渉をIDEと行い、それからの製造納品(納期3ケ月)であったため、今年度はこのパッケージの入手で終わった。現在も読み出しテストのために計算機への入出力ボードの準備を進めている。来年度に継続してテストを行う予定である。またシンチファイバー検出器については、PMTの64chのアノードに64本のシンチファイバーを対応させるために位置の微調整ができる治具が必要であったため、これを製作した。この治具を用いたシンチファイバー検出器でビーム実験も行って、現在そのデータを解析している。
高分子アクチュエータの高精度制御に関する研究

本研究は,高分子アクチュエータについて電気的特性と動特性を調べる,その入出力データに基づき時間領域で動特性のモデル化を行い,そのモデルに基づき逆システムを構築し,逆システムを用いたフィードフォワード制御を行う.また,回路電流を検出し,DSPで電荷量によりアクチュエータの先端変位を推定し,電荷量により推定した変位をフィードバック制御,2自由度制御について制御を試み,制御系の有効性を検証する,またステップ状外乱を入れて制御系のロバスト性の検証も行い、高精度制御できることを確認した.IPMCの電気的入力に対する変形応答出力を入出力データからシステム同定によってモデル化した動特性のモデルに基づき逆システムを構築し,フィードフォワード(FF)制御を行った.また、賦与電荷量により推定したIPMCの曲率量をフィードバックすることによるフィードバック(FB)制御,その両方を組み合わせた2自由度制御を行った.また,外乱を入れて制御系のロバスト性についても検討を行い,提案した制御法の有効性について検証した.得られた結果を要約すると以下のようになる.・導出した数式モデルを用いて逆システムを設計した.得られた逆システムを用いてフィードフォワード制御,賦与電荷量により推定したIPMCの曲率に基づいたフィードバック制御系とそれらを組み合わせた2自由度制御を行い,目標値に追従する有効な制御結果が得られた.・フィードバック制御系と2自由度制御系についてロバスト性を検証するために.システムにステップ状外乱を入力した場合においても,目標値に追従することを確認し、これらの制御システムが、ロバスト性があることが確認できた.本研究は,高分子アクチュエータについて電気的特性と動特性を調べる,その入出力データに基づき時間領域で動特性のモデル化を行い,そのモデルに基づき逆システムを構築し,逆システムを用いたフィードフォワード制御を行う.また,回路電流を検出し,DSPで電荷量によりアクチュエータの先端変位を推定し,電荷量により推定した変位をフィードバック制御,2自由度制御について制御を試み,制御系の有効性を検証する,またステップ状外乱を入れて制御系のロバスト性の検証も行い、高精度制御できることを確認した.平成24年度実績脱水銀メッキIPMCの作製・変形理論構築とその性能評価発生力が高いIPMCを作製するために、剛性の高いIPMC用高分子基板材料を作製する必要がある.このため、イオン交換樹脂をマトリックス高分子に埋め込んだ基板材料を作製し、この高分子基板材料の上下面を銀メッキしてIPMC試料は作製した.このIPMC試料は剛性が高いがゆえに発生力はSelemion CMVやNafionタイプのIPMCより大きいと考えられるが,その分屈曲曲率が低下してしまっている可能性がある.従って作製したIPMC試料に電圧を印加し,電流,試料の曲率変形の経時変化を調べ,電荷と曲率変形の比例関係が保たれているかを検討した.作製したIPMCを実用的アクチュエータとして利用するには,電気的入力に対する,屈曲曲率や発生力等の出力の関係がどのようになっているかを理論的に解明する必要があり、出力は単に電気的入力にのみ依存するのではなく,IPMC作製に用いた材料物性にも依存する.電気的入力と屈曲や発生力等の出力の関係を材料物性を考慮して包括的な理論付けを行い、モデル化を行った.高分子アクチュエータは従来型アクチュエータと異なり低質量,低消費エネルギーという利点を持つ.そして,高分子の柔軟性による,しなやかな動きをするユニークなアクチュエータとなる.変形性の向上は脱水した銀メッキSelemion CMVだけではなく,脱水した銀メッキNafion(DuPont社製イオン交換膜)に関しても認められ,変形量と印加電荷量の比例関係があり、電荷制御による変形制御が可能であることが示された.これら実験結果から,「脱水」と「銀メッキ」の二要素がIPMCの屈曲変形制御性向上に寄与していることがほぼ明らかとなった.脱水した銀メッキタイプのIPMCは問題点の「(i)低変形性」と「(ii)溶媒使用」をクリアしているが,「(iii)低発生力」はまだ解決されていない.我々は、研究を推し進める中で、(i)、(ii)、(iii)全ての問題をクリアするであろう,新しいラミネートタイプ高分子アクチュエータのプロトタイプ作製に成功し,更にその性能評価を行った.これは非常に単純な構造をしたものであり,塩ビ(PVC)板をCFRP板に接着剤で貼り付けたものである.印加電圧の絶対値を12V以上に維持しながらコンピュータ・DSPによる電源電圧の制御を行うと同時に,基準抵抗Rにかかる電圧をモニターして電流(すなわち電荷)計測を行い,現在の供給総電荷量をコンピュータ・DSPを援用してリアルタイム計測した.得られた総電荷量を基にその時点の曲率変形を割り出し,目的の曲率変形が実現されるように印加電圧をコンピュータ制御した.しかしながら、理想状態のIPMCの曲率変形と現実の曲率変形にはズレが生ずると考えられる.そのズレを補償するために,IPMC屈曲制御時には周期的に曲率の実測を行い,電圧、電流(電荷)制御による補正をかけるような制御系を構築し.高精度制御することに成功した.知能機械導出した数式モデルを用いて逆システムを設計し、その逆システムを用いてフィードフォワード制御,賦与電荷量により推定したIPMCの曲率に基づいたフィードバック制御系とそれらを組み合わせた2自由度制御を行い,目標値に追従する有効な制御結果が得られた.

また、フィードバック制御系と2自由度制御系についてロバスト性を検証するために.システムにステップ状外乱を入力した場合においても,目標値に追従することを確認し、これらの制御システムが、ロバスト性があることが確認できた.本年度は,IPMCの電気的入力に対する変形応答出力を入出力データからシステム同定によって動特性のモデル化を行った.さらにそのモデルに基づき、制御系の検討を行った.得られた結果を要約すると以下のようになる.・入出力データに基づき、時間領域でシステム同定することでモデル化を行い,Nafion IPMCの動特性を捉えた数式モデルを作成した.・実験により数式モデルの妥当性について検証をおこなった.・数式モデルに基づき制御系の検討を行った.以上のことより本研究は、当初計画と比較しておおむね順調に進展しているものと考えられる.Nafion IPMCの曲率と総賦与電荷量の線形関係は素子の中に含まれる水の量によって若干変化する.今後,環境に左右されないアクチュエータ材料の改良や適応的な制御方法についても検討していく必要がある.(B)ラミネートタイプアクチュエータの作製・理論構築と性能評価ラミネートタイプアクチュエータは互いに熱膨張率が異なる高分子板を接着し,これに形状固定の役割を果たすSMPを接着して作製する.低熱膨張率高分子材料としてはCFRPが最適であり、CFRPはカーボンファイバーを含むため,電圧印加により変形誘起に必要な熱発生が可能であるという利点がある.高熱膨張率高分子材料としては,PVCを用いる.作製予定のラミネートタイプアクチュエータはCFRP/PVC/SMPの三層構造を持つが,本研究ではポリウレタンを使う.ポリウレタンは主にハードセグメントとソフトセグメント二種の高分子鎖からなり,その弾性率やTg等の性質をハードセグメント量とソフトセグメント量の比や,ソフトセグメント原料の分子量調整により制御可能である.従って,ポリウレタンを使うことで,望ましい性質をもつSMPを得ることが期待される.CFRP/PVC/SMP三層ラミネートを作製し,その変形挙動や発生力に関する測定検討を行う.特に三層ラミネートはCFRPのジュール熱発生によって変形するため,電流や温度の測定を正確に行い,変形挙動の解析を行う.IPMCの場合と同様に電気的入力に対する,屈曲曲率や発生力等の出力の関係がどのようになっているかを材料物性を考慮して包括的に理論付けする.三層ラミネートは電気駆動型のアクチュエータではあるが,電気エネルギーが変換した「熱エネルギー」が直接的な変形誘起の要因である.三層ラミネートの温度は外部環境の影響を鋭敏に受けると考えられる.従って,正確な変形制御を行うためにはこのような様々なファクターを考慮した包括的な理論の構築が必須である.またこのような包括的理論を基により所望の性質に近い三層ラミネートアクチュエータを設計することが可能になるものと考えられる.25年度はアクチュエータの特性評価のためにFFTアナライザを購入予定である.また、25年度以降は測定機器を24・25年度に購入しているため、使途は薬品や解析用ソフトウェアの保守料金やコントローラの電子部品等の消耗品がメインとなる.「実験用消耗品」が24年度のほぼ半額になるのは、実験系を組む際の消耗品を24年度に購入しているため、25年度以降はその購入の必要が無いからである.
三次元画像情報を用いた生体内部ひずみ場のin vivo計測

形状に関する情報のみならず,力学場に関する情報を医療画像から抽出することが目的である.代表的医療画像装置であるX線CTにより,ある時点を基準とした形の変化が高速かっ高精度で観測できるとの設定で,変位場とその空間微分であるひずみ場を計測する技術を開発した.開発した手法の概略は次のとおりである.画像データ取得無負荷である基準状態と,外力が加わり変形した荷重状態双方に関して,十分な空間精度でX線CT画像を撮影し,三次元ボクセル画像が構成可能なデータがそろっているものとする.これら2組のデータセットを用いて,物体内部の変位場,すなわち,ある物質点が,荷重負荷によりどの位置に移動したかを特定する.変位関数の設定同一物質点に関して,無負荷状態での位置と荷重状態での位置の間の関係を記述するのが変位関数である.これまでは,フーリエ級数を基底関数として採用したが,十分な精度で三次元変位場を表現するには,膨大な計算機負荷が発生することがわかった.その限界を克服するため,B-スプライン関数を採用することとした.これにより,変位場の複雑度の違いにあわせて,動的に非線形度を変化させることが可能となった.すなわち,B-スプライン関数の節点を,最初は粗く等間隔の格子点として設定し,変位場同定の進行にあわせて,機動的に節点間隔を変化させる.この操作には,アダプティブ有限要素法のh法が応用できる.これにより,部分的な変位場の複雑度の違いに対処できる.未知パラメータの同定実際に計測された画素値分布と,B-スプライン関数変位場により仮想的に変形させた前画素値分布の差を誤差関数とする.その誤差関数を最小化する未知系数値を勾配法の一種である,Levenberg-Marquardt法により求める.以上の定式を導出し,簡易的に作成した画像データを用いて,提示した手法の妥当性を確認した.形状に関する情報のみならず,力学場に関する情報を医療画像から抽出することが目的である.代表的医療画像装置であるX線CTにより,ある時点を基準とした形の変化が高速かっ高精度で観測できるとの設定で,変位場とその空間微分であるひずみ場を計測する技術を開発した.開発した手法の概略は次のとおりである.画像データ取得無負荷である基準状態と,外力が加わり変形した荷重状態双方に関して,十分な空間精度でX線CT画像を撮影し,三次元ボクセル画像が構成可能なデータがそろっているものとする.これら2組のデータセットを用いて,物体内部の変位場,すなわち,ある物質点が,荷重負荷によりどの位置に移動したかを特定する.変位関数の設定同一物質点に関して,無負荷状態での位置と荷重状態での位置の間の関係を記述するのが変位関数である.これまでは,フーリエ級数を基底関数として採用したが,十分な精度で三次元変位場を表現するには,膨大な計算機負荷が発生することがわかった.その限界を克服するため,B-スプライン関数を採用することとした.これにより,変位場の複雑度の違いにあわせて,動的に非線形度を変化させることが可能となった.すなわち,B-スプライン関数の節点を,最初は粗く等間隔の格子点として設定し,変位場同定の進行にあわせて,機動的に節点間隔を変化させる.この操作には,アダプティブ有限要素法のh法が応用できる.これにより,部分的な変位場の複雑度の違いに対処できる.未知パラメータの同定実際に計測された画素値分布と,B-スプライン関数変位場により仮想的に変形させた前画素値分布の差を誤差関数とする.その誤差関数を最小化する未知系数値を勾配法の一種である,Levenberg-Marquardt法により求める.以上の定式を導出し,簡易的に作成した画像データを用いて,提示した手法の妥当性を確認した.
循環器系疾患に関する医療費の研究

日本の国民医療費の増加に関しては、人口構造の高齢化、疾病構造の変化、医療行動の高度化、の3つの要因が挙げられてきた。これらが全ての要因ならば、今後の高齢化社会において、現行の老人医療制度が維持された場合、医療費の高騰による財政の圧迫は避けられない問題となる。従ってその解決策は医療費財源としての税制改革を含めた医療保険の制度改正に見い出す以外にないことになる。しかし、現実の医療行動における非効率という要因については、これまでにあまり指摘されてこなかった。この第4の要因を現実的に探るために、医師達に対してヒアリング調査を進め、ディスカッションを行った結果、幾つかの現状とその原因が確認された。医療行動における非効率性は、供給者である医師の行動、需要者である患者の行動、および政策によって発生すると考えられる。情報が非対称的な医療において、供給者としての医師行動が効率性を損なうという可能性は予想されるものであったが、他の2つは、調査の結果、新たに明らかになったものである。患者の行動に基づく非効率性としては、民間保険の給付権発生の為の診療長期化の要求といった医療の過剰需要を挙げることができる。政策による非効率性は、政府の要求が医師に対する圧力となることから発生し、次の2つの側面を持つ。1つは国立病院におけるベッドの稼働率を見かけ上高い水準に保つ努力等にみられる過剰医療供給による非効率である。もう1つは診療行為の回転率を上げる為の過小医療(患者一人当りに対する過少な医療供給)による非効率性である。特にこの過小診療は、現時点で十分な治療が行われなかった為に将来の医療需要を増幅させるという動学的な非効率的側面も持っている。今後、これらの要因をさらに分類整理し、指標化することによって、医療費高騰の要因分析を行う。その結果から医療費抑制のための有効な手段に関して検討を行う予定である。