hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小型衛星用広視野X線偏光装置の開発と系統的GRB偏光測定

そのためより早い段階で高精度GRB偏光観測が確実に行える手段であると考え、より実現が早い気球におる偏光測定の実現性をこの研究で検討した。具体的な可能性を検証するため、この30cm角ETCCを用いたGRB偏光測定の可能性をSPRING-8放射光、さらには線源を用いた実験により検証することを目指した。ガンマ線バーストは宇宙最大の爆発現象であるがその爆発機構はまだ不明である。その解明に不可欠なのがX線ガンマ線偏光度であり磁場構造や幾何学情報を与えてくれる。しかしその測定は困難であり、現在、数例の精度の不十分な観測結果のみが報告されている。我々が開発した電子飛跡検出コンプトンカメラは軟ガンマ線領域で広視野を有しさらにイメージングによる雑音除去が可能であり、理想的な偏光観測性能が予想される。実際に放射光で偏光実験を実施、M値が0.6と世界最高性能を達成、されに弱線源によるイメージングによる偏光測定にも成功、世界で初めて広視野かつイメージングが可能なガンマ線偏光測定装置の開発に成功した。25年度シュミレーションで得られたM値0.5以上(100-500keV)を実証するためにSP8放射光施設の140keV硬X線ビームを90度散乱させ100%偏光光を作り30cmETCCに入射、M値の計測実験を行った。このような大型装置でシミュレーションどおりのM値を得ることはかなり困難と予想していたがETCCの雑音除去能力により実験値も0.6と、シミュレーションと大変一致する結果を得た。これは装置の理解が大変善くできていること、ETCCの持つ高い偏光測定を実証した。さらに1MBのBa(30keV)を用い、そのコンプトン散乱による50%偏光度の180keV硬X線を作り、実験室での偏光測定を実施、非常にX線強度が弱く、ビームも広い領域に広がり実際の宇宙環境のS/Nに近い状態で偏光測定を行った。このような悪環境での測定実験は世界でも前例がないが宇宙での性能実証には今後重要であり先駆的実験である。結果は現在解析中である宇宙線物理学弱線源を用いて高雑音環境での偏光計測法、特にイメージングによる雑音除去を完成させ、実際の宇宙環境下に近い状態でのM値の決定法を確立させる。また装置の形状によるM値の改善を行い、世界最高レベルのM値0.7が行える改良型ETCCを設計し、今後の気球実験に導入する。最終的には数年以内に南極周回気球観測による20個程度のGRBの偏光観測(感度20%程度)を実現する。25年度、気球用ETCC装置の有効面積や確度分解能等の性能評価を行い、シミュレーションと一致した結果を得、シミュレーションの精度の高さが実証できた。M値をシミュレーションで求め、100-500keV領域で0.5以上という善い値を得た。ETCCの6strという広視野はGRB探査には不可欠であり、この広視野内でM値が0.1程度しか変動しないこともわかった。さらに現在の気球ETCCのガスをCF4、3気圧に変更すれば有効面積が現在の10倍の10cm2以上に改善でき、上記気球実験で5ー10個程度のGRBで偏光計測の下限値が30%程度と、現在報告されているGRBの偏光値は誤差が大きいが、大半は50%以上の偏光が報告されている。このような大きな偏光をGRBが持つことを確認するのに十分な感度があることがわかった。またETCCは偏光測定では困難なスペクトル測定も同時に行える。M値も現在提案されている偏光計では最高値であり、広視野も考慮すれば最高の硬X線ガンマ線偏光測定装置となる可能姓があることがわかってきた。
グラフの彩色に基づき局所的な制約と大域的な制約を統合するクラスタリング手法

本研究では,近年グラフ理論の分野で提案されたb彩色という概念に着目し,この彩色が満たすべき2つの制約をそれぞれ局所的な制約と大域的な制約に対応させることにより,グラフの彩色に基づくクラスタリング手法の開発に取り組んだ.具体的には,データ対の非類似度に基づいてデータ集合をグラフ表現に変換する手法を定式化し,構築したグラフに対する彩色を通じてクラスタリングを行うアルゴリズムを開発した.開発した手法を実データに適用して評価し,その有効性を確認した.本研究では,近年グラフ理論の分野で提案されたb彩色という概念に着目し,この彩色が満たすべき2つの制約をそれぞれ局所的な制約と大域的な制約に対応させることにより,グラフの彩色に基づくクラスタリング手法の開発に取り組んだ.具体的には,データ対の非類似度に基づいてデータ集合をグラフ表現に変換する手法を定式化し,構築したグラフに対する彩色を通じてクラスタリングを行うアルゴリズムを開発した.開発した手法を実データに適用して評価し,その有効性を確認した.本研究では,近年グラフ理論の分野で提案されたグラフのb彩色という概念に着目し,グラフのb彩色が満たすべき2つの制約を,それぞれ局所的な制約と大域的な制約に対応させることにより,グラフの彩色に基づくクラスタリングの基礎理論の確立と,この理論に基づくアルゴリズムの開発を目指す.上記の目的の実現のために,本年度は主にグラフに対する彩色に基づいてクラスタリングを行う手法の基礎理論の確立を目指した.具体的には,下記の項目を実施した.1)与えられたデータ集合をグラフ構造に変換する手続きを定義し,データの表現形式を特徴空間からグラフ表現に変換する手法を定式化した.具体的には,対象データに応じて個々のデータ間の非類似度を測るための非類似度関数が与えられると仮定し,非類似度に対する閾値に応じて,閾値を超える非類似度を持つデータ同士を辺で繋ぎ,その非類似度を辺ラベルとすることにより,与えられたデータ集合を無向グラフに変換する方法を定式化した.2)グラフ理論に基づく様々なアルゴリズムの開発を行っている研究者と密な議論を行い,グラフの彩色を半順序関係から捉えることで見通しのよりアルゴリズムの設計が可能になることが明らかになった.この知見を反映してグラフ構造に基づいて効率のよいクラスタリングアルゴリズムを設計するため,色の半順序関係に関する広範囲な文献調査を行った.3)文献調査で得た知見に基づき,彩色数と各頂点に接続する辺数の最大値との関係を考察し,その知見を整理した.本研究では,近年グラフ理論の分野で提案されたグラフのb彩色という概念に着目し,グラフのb彩色が満たすべき2つの制約を,それぞれ局所的な制約と大域的な制約に対応させることにより,グラフの彩色に基づくクラスタリングの基礎理論の確立と,この理論に基づくアルゴリズムの開発を目指す.上記の目的の実現のために,本年度は主にグラフに対する彩色に基づいてクラスタリングを行う手法の基礎理論の定式化と,検討した手法を計算機上にプロトタイプシステムとして実装することを目指した.グラフに対する彩色に基づいてクラスタリングを行う手法をアルゴリズムとして定式化し,そのアルゴリズムを計算機上にプロトタイプシステムとして実装し,基本性能の評価に取り組んだ.具体的には,下記の項目を実施した.1)彩色数と各頂点に接続する辺数の最大値との関係を考察し,この関係に基づいてグラフ上の頂点に対する初期の色割り当てを行うアルゴリズムを設計した.設計したアルゴリズムを計算機上に実装し,データ間の非類似度に基づいて構築したグラフ構造に対してアルゴリズムを適用し,その挙動を確認した.2)適正彩色と支配頂点の制約に基づき,欲張り法に基づく彩色アルゴリズムを検討した.上記1)での初期割り当てに対して欲張り法に基づいて色の変更を行うアルゴリズムを設計し,設計したアルゴリズムを計算機上に実装し,いくつかの小規模なデータセットに適用してその性能を評価した.本研究では,近年グラフ理論の分野で提案されたグラフのb彩色という概念に着目し,この彩色が満たすべき2つの制約を,それぞれ局所的な制約と大域的な制約に対応させることにより,グラフの彩色に基づくクラスタリングの基礎理論の確立と,この理論に基づくアルゴリズムの開発を目指す.上記の目的の実現のために,本年度は,主にグラフに対する彩色に基づいてクラスタリングを行う手法を計算機上にプロトタイプシステムとして実装し,クラスタリングの研究において標準的に用いられているベンチマークデータに対して適用し,精度や計算速度の観点から提案手法の評価を行い,その成果を発表した.具体的には,下記の項目を実施した.1)与えられた非類似度に基づいてまず完全グラフを構築し,次に閾値以下の辺を削除してグラフを構築する必要があるが,グラフ構築に用いる非類似度および閾値がクラスタリング精度に影響を及ぼす可能性がある.このため,これらがクラスタリング精度に与える影響の評価をおこなった.2)大規模データの処理の観点から,昨年度に検討したアルゴリズムの計算量を見積もり,計算量のボトルネックとなる箇所を同定し,アルゴリズムを改良した.3)改良したアルゴリズムを計算機上にプロトタイプシステムとして実装し,標準的に用いられているベンチマークデータに対して適用し,精度や計算速度の観点から提案手法の評価を行った.4)本研究課題を通じて得られた成果をまとめ,国際会議などで発表した.
音響学的見地よりみた木管楽器奏者用リップシールドの補綴学的研究

サクソフォン、クラリネットなどの木管楽器吹奏時には、下顎前歯と楽器のマウスピースの間に下唇を巻き込むため、大多数の奏者では、長時間の演奏を行うと下唇に前歯の圧痕ができ、しばしば疼痛が生じる。また、裂傷が発生する場合もある。このため、下顎前歯部の切縁と下唇の間に紙やビニールなどを介在させ吹奏するもの、市販の保護材料で保護するもの、また少数であるが歯科医の製作によるリップシールドを使用している奏者などがいる。このリップシールドは下顎前歯を被覆する形態であり、歯列の不整を一時的に修正した形状となるため、音程が取りやすい、音色が良くなる、高音がでやすくなるなどの副次的な効果も報告されている。しかし、その形状・材質について研究・報告されたものはない。本研究は、このリップシールドの形状・材質とその音響学的影響について検討し、さらに下顎位の状態などより有効な条件を抽出・解明して理想的なリップシールドを開発することを目的とした。実験方法は、種々の形態と材質によりリップシールドを作製し、使用時の吹奏者(音の立ち上がり時・一定音になっているとき)を、楽器に取付けた加速度ピックアップを通して、アンプで増幅した後、FFTアナライザーに入力した。それをパワースペクトルに変更して、解析し有効なものの抽出を行った。その結果、形状では下顎切歯切縁上部中央がやや盛り上がったいわゆる「中野式リップシールド」では、疼痛は軽減され、奏者自身の吹奏感もよく、客観的にみても音色は向上し、音色の安定性が増した。材質では、歯科用レジンで作製したものが、他のものより、音色の向上と安定性が増加することが認められたので、リップシールドの形態、材質について有効な指標が得られた。サキソホン、クラリネットなどの木管楽器吹奏時には、下顎前歯と楽器のマウスピースの間に下唇を巻き込むため、大多数の奏者では、長時間の演奏を行うと下唇に前歯の圧痕ができ疼痛が生じている。本研究は、このリップシールドの形状・材質とその音響学的影響について検討し、さらに下顎位と位置などより有効な条件を抽出・解明して、理想的なリップシールドを開発するものである。本年度はリップシールドを種々の形態、種々の材料(歯科用レジン、軟性樹脂、歯科用金属など)で作製し、検討した。すなわち、各リップシールド使用時の吹奏音(音の立ち上がり時・一定音になっているとき)を、楽器に取付けた加速度ピックアップを通して、アンプで増幅した後、FFTアナライザーに入力し、それをパワースペクトルに変換して解析を行なった。その結果の一部を平成5年9月に開催された第5回Intemational Congress of Prosthodontics(スイス)で発表したが、材料的には歯科用レジンがよい結果を得ることが出来た。さらに、症例数を増やし検討を進めている。このため、下顎前歯部の切縁と下唇の間に紙やビニールなどを介在させ吹奏するもの、市販の保護材料で保護するもの、また少数であるが歯科医の製作におるリップシールドを使用している奏者などがいる。本研究は、このリップシールドの形状、材質とその音響学的影響について検討し、さらに下顎位の位置などより有効な条件を抽出・解明して、理想的なリップシールドを開発するものである。

昨年度は、リップシールドをさまざまな形態で作製し、比較検討した。その結果リップシールドの上面中央がやや盛り上がった形態である、我々が開発したいわゆる「中野式」リップシールドが吹奏時における下唇の疼痛を取り除くだけでなく、安定して吹奏ができることが示された。本年度は、リップシールドを種々の材料(歯科用レジン、軟性樹脂、歯科用金属など)で作製し、検討した。すなわち、各リップシールド使用時の吹奏音(音の立ち上がり時・一定音になっているとき)を、楽器に取付けた加速度ピックアップを通して、アンプで増幅した後、FFTアナライザーに入力し、それをパワースペクトルに変換して解析を行なった。その結果、材料的には歯科用レジンがよい結果を得ることが出来た。さらに、症例数を増やし検討を進めていく予定である。
第Xa因子阻害薬の治療最適化を目指すPKPDモデル構築とモデル基盤メタアナリシス

平成30年度は、臨床試験より得られた3種の第Xa因子阻害剤(FXaI)の被験者情報を統合したモデル基盤メタアナリシス(MBMA)で樹立した母集団薬物動態/薬力学(PPK/PD)モデルに改良を加え、各薬剤の至適用量のシミュレーションと考察を行い、論文報告を行った。また、動物モデル評価系の検討を継続して実施した。PPK/PDモデルの改良は、対象としている致死性のイベントリスクの頻度が低すぎるために検証が困難となる点で、この課題に対しては基準を緩和し、より頻度の高い事象を含めて解析することが用量最適性の検証に有用かを考察した。頭蓋内出血、大出血および臨床的に重要な出血、全ての出血、の計3つの出血基準について、年間発生率と推定されたプロトロンビン時間比(PT比)の関係をNONMEMソフトウェアによりモデル化した。その結果、PT比と年間発生率の関係はいずれの出血基準についても大出血と同様に対数線形モデルで良好に記述された。試験規模のシミュレーションでは約1/8程度にまで1群に必要な被験者数を抑えられる可能性が示された。以上について、日本臨床薬理学会(WCP2018)での学会報告およびBlood Advancesに論文投稿を進めて受理された。次に、昨年度に開始した3種のFXaIのPK/PD反応性を比較するための動物実験モデルの検討を追究した。この検討ではPKモニタリングのための経路確保、薬効評価のための凝固誘導剤の経路確保、血栓を誘導する結紮手技など、手術措置の成功確率を上げて、薬剤間差があった場合の検出感度を確保することが課題であった。しかしながら結果の個体間差が大き過ぎてモデルが定まらず、この要因として前半の侵襲的措置の多さが評価系に与えている影響を拭い去れなかった。さらに薬物の血中濃度が安定状態に到達してから血栓誘導を実現する待機時間もバラつきの要因となるため、個体間差を縮小するためには基本モデルを変更する必要性が高まった。MBMAのアプローチで樹立した基本モデルについては各FXa阻害剤の現在用量を含む用量-リスクのシミュレーションにおいて出血基準の調整後、論文投稿し、受理に至った。一方で動物実験モデルの方は評価系の再検討を要するため薬物間の比較は次年度に繰越となった。したがって総合的には概ね予定通りである。FXa阻害剤のモデリングにより提案された至適用量の考察について、科学的・臨床的な各種助言を受ける機会があるため、これらに真摯に向き合いさらに考察を深めていく。動物モデルについては薬理作用の効果の評価を血栓重量以外の手法も模索し、全体的に非侵襲的な作業に代替することで成功確率を改善することに努める。最終的に薬剤間の比較を行い、基本モデルに還元する。今年度はモデル基盤メタアナリシス(MBMA)の手法で、3種の第Xa因子阻害剤(FXaI),リバーロキサバン、アピキサバン、エドキサバンの大規模臨床試験情報より得られた被験者の情報を活用したモデル構築を完成させた。FXaIの薬効指標となるプロトロンビン時間国際標準化比(PT-INR)の情報を統合し、これの分布を母集団薬物動態/薬力学(PPK/PD)モデルを用いて推定し、FXaIによって発症予防が期待される「虚血性脳卒中及び全身性塞栓症(ISSE)」、およびFXaIの薬効過剰により誘発される可能性のある「大出血(MJBL)」の2種のイベント年間発生率とPT-INRの関係をロジスティック混合効果モデルで解析した。その結果、リバーロキサバンの減量が大出血リスクの低下に起因して全死亡を減少させる可能性があることをシミュレーションにより示した。シミュレーション結果の検証が課題であるが、大出血などの致死性イベントの頻度は極めて低く、その検証には先の国際共同治験と同規模の臨床試験が必要になると予想される.そこで、これまでの解析を大出血以外の出血基準に対して拡張し、それらが用量最適性の検証に有用かどうかの検討も進めた。一方、生体での評価系としてラット鬱血誘導モデルの作成に着手した。薬効評価のために適切な血栓誘導措置を凝固誘導剤であるトロンボプラスチンの投与量で調整した。また、血栓誘導(トロンボプラスチン)、薬物濃度血中モニタリング用採血、FXaI投与、の採血/投薬の各ルートの確保と場所決めの検討を行い、基礎となる動物モデルが完成した。以上の結果を日本血栓止血学会学術集会にて報告し、また論文投稿を進めた。研究はMBMAのアプローチで数理モデルの改善や様々な解釈を加えることを試行する一方で、数理モデルにおいて3薬剤の臨床試験情報を統合して扱う仮定に対し、その妥当性の検証を生体動物で実行するべく、2つの仕事を同時に進めている。H29年度の計画は双方共にほぼ予定通りに進行している。

頭蓋内出血、大出血および臨床的に重要な出血、全ての出血、の計3つの出血基準について、年間発生率と推定されたプロトロンビン時間比(PT比)の関係をNONMEMソフトウェアによりモデル化した。その結果、PT比と年間発生率の関係はいずれの出血基準についても大出血と同様に対数線形モデルで良好に記述された。試験規模のシミュレーションでは約1/8程度にまで1群に必要な被験者数を抑えられる可能性が示された。以上について、日本臨床薬理学会(WCP2018)での学会報告およびBlood Advancesに論文投稿を進めて受理された。次に、昨年度に開始した3種のFXaIのPK/PD反応性を比較するための動物実験モデルの検討を追究した。この検討ではPKモニタリングのための経路確保、薬効評価のための凝固誘導剤の経路確保、血栓を誘導する結紮手技など、手術措置の成功確率を上げて、薬剤間差があった場合の検出感度を確保することが課題であった。しかしながら結果の個体間差が大き過ぎてモデルが定まらず、この要因として前半の侵襲的措置の多さが評価系に与えている影響を拭い去れなかった。さらに薬物の血中濃度が安定状態に到達してから血栓誘導を実現する待機時間もバラつきの要因となるため、個体間差を縮小するためには基本モデルを変更する必要性が高まった。MBMAのアプローチで樹立した基本モデルについては各FXa阻害剤の現在用量を含む用量-リスクのシミュレーションにおいて出血基準の調整後、論文投稿し、受理に至った。一方で動物実験モデルの方は評価系の再検討を要するため薬物間の比較は次年度に繰越となった。したがって総合的には概ね予定通りである。MBMAのアプローチでは、大出血以外の出血基準の拡張を試行する。また、個別の臨床試験情報の活用による新たな検討にも着手する。動物モデルの系ではH29年度に固めた基礎条件で、薬物血中濃度モニタリングを開始する。適切な動態評価時間、測定系を固めたのち、FXaIを投与して薬効評価を進める。薬効と動態を繋ぐ鍵となるのがPT比となるため、PK-PT比の相関データを同時にin vitro系で進める。FXa阻害剤のモデリングにより提案された至適用量の考察について、科学的・臨床的な各種助言を受ける機会があるため、これらに真摯に向き合いさらに考察を深めていく。動物モデルについては薬理作用の効果の評価を血栓重量以外の手法も模索し、全体的に非侵襲的な作業に代替することで成功確率を改善することに努める。最終的に薬剤間の比較を行い、基本モデルに還元する。
キラルホスフィンおよびホスフィンオキシド触媒を用いた実用的不斉合成反応の開発

近年、グリーンケミストリーへの関心が高まり、水を反応溶媒とした有機合成反応の開発が盛んに行われている。本研究では、水を反応溶媒とすることにより有毒な有機溶媒の使用を回避するのみならず、反応全般においてグリーンケミストリーを意識し、研究を行った。すなわち、反応後に廃棄される副生成物を極力除外し、原子効率の高い反応系を設計する。また、有毒な金属触媒を用いず、有機触媒を用いた反応開発を行う。以上のことを念頭に置き以下のような研究を行った。多くの生理活性物質の構造に見られる、3位置換インドール化合物に着目し、これら化合物群を効率的に合成する方法として、三成分アザフリーデルクラフト反応に注目した。すなわち、長鎖アルキル基を有するカルボン酸を触媒として用い、アルデヒド、一級アミン、インドールの水中での三成分アザフリーデルクラフト反応により3位置換インドール化合物の母骨格を構築した。さらにここで得られたアザフリーデルクラフト生成物を、ルイス酸触媒存在下、求核剤を作用させることで、反応性の高いC-N結合の開裂を伴い、様々なタイプの3位置換インドール化合物へと誘導した。また本法を、抗乳ガン剤として機能する化合物群のライブラリー合成へと展開した。原子効率の高い反応として、水中でのアルコール類の求核置換反応を開発した。本反応では、反応に伴う副生成物が水のみであることから、原子効率の高い環境調和型の反応プロセスが構築できる。具体的には、界面活性型有機酸触媒であるドデシルベンゼンスルホン酸を触媒として用い、ベンジルアルコールと様々な求核剤との反応を水中で実現した。また、本反応系を1-ヒドロキシ糖の脱水的C-グリコシル化反応に適用し、有用天然物の前駆体合成へと応用した。本研究では、水を有機溶媒の単なる代替溶媒として用いるのではなく、水溶媒中でのみ成し得る反応性および選択性の獲得を目指し研究を行っている。今年度の研究では、銀(I)-ホスフィン錯体触媒を用いる水溶媒中でのβ-ケトエステルのニトロアルケンへのMichael付加反応について検討した。AgOTf-PPh_3錯体を触媒とした、cyclopentanone-2-carboxylic acid tert-butyl esterとnitrostyreneのMichael付加反応を試みたところ、ジクロロメタン、THFといった有機溶媒中ではその反応がほとんど進行しないのに対し、水を溶媒として用いると非常に円滑に反応が進行することを見いだした。また、本反応系は様々なβ-ケトエステルおよびニトロアルケンへ適用可能であることを明らかにした。さらに本反応系はキラルホスフィン配位子を用いることで、水中での不斉合成反応へも展開可能である。すなわち、PPh_3の代わりに(R)-Tol-BINAPを配位子として用いることで、光学活性なMichael付加生成物を得ることが可能であった。本触媒反応系は、室温、完全水溶媒中で不斉反応が進行することから、実用的観点からも非常に興味深い反応系である。今後、様々な不斉合成反応へ、本触媒反応系が応用されることが期待される。
ネパールでのロタウイルスワクチン導入が重症下痢症および流行株に及ぼす影響の評価

ロタウイルスは先進国にも発展途上国にもある普遍的ウイルス感染症であるが、感染の帰結による乳幼児死亡は発展途上国に偏在し、ネパールはそのような疾病負担が大きい国の1つである。世界保健機関は2009年に地球規模でのロタウイルスワクチンの定期接種への導入を勧奨し、ネパールにも早晩ロタウイルスワクチンが導入されると予想される。本研究では、ワクチンのインパクトを評価する基盤となるネパールにおけるロタウイルスおよびノロウイルス下痢症の分子疫学的特徴を明らかにするとともに、特に、ネパールに特有の、ワクチン株とは異型であるG12P[ 6]株の流行動態を明らかにした。ネパールは世界の最貧国の1つであり、下痢症による乳児死亡率が著しく高い。本研究では、先行研究で確立した臨床情報および検体収集のための調査拠点とネットワークを活用し、ネパールにおいて、(1)世界的にもきわめて特殊なロタウイルス株が流行している疫学的状況を監視すること、(2)ロタウイルスワクチンが定期接種に導入された場合の重症下痢症発生に与えるインパクト(下痢症入院患者数が激減するかどうか)を評価すること、(3)他の病因、すなわち、ノロウイルスおよび病原性大腸菌の重症下痢症に占める役割とその動態を明らかにすることを目的としたものである。ネパールは世界の最貧国の1つであり、ロタウイルス下痢症による乳児死亡率が著しく高い。現在2つの弱毒生ワクチンが開発され世界規模での導入が始まっている。本研究ではネパールへのロタウイルスワクチンの導入を念頭において,その前半では、基本的に先行研究で確立した臨床情報および検体収集のための調査拠点とネットワークを継続して活用することにより、ワクチン導入前のネパールにおける重症ロタウイルス下痢症の発生状況(基幹小児病院における調査)および野生株の流行動態(ロタウイルス陽性検体の分子疫学的解析)を調査する。これは,ワクチンによる介入のない状態での基盤資料としてきわめて重要である。初年度である本年度では、カンティ小児病院の5歳未満の下痢症入院患者のうち,研究内容を説明し,保護者の同意が得られた患者を対象として,臨床情報(年齢,性,発症日,採取日,重症度スコアを計算するための下痢・嘔吐・発熱・脱水症状の有無)を取得し,臨床データのデータベース化を開始した。また,臨床検体は,約1000検体を採取した。ELISAによるロタウイルスの検出は,現地への調査旅行の際に技術移転を行った海外共同研究者の責任下に行われた。ロタウイルスは,外来患者(22%)よりも入院患者(37%)に高頻度に検出された。検出されたロタウイルスの遺伝子型は,G12が優勢なウイルス株であり,ネパールにおいてこの遺伝子型のウイルスが恒常的に存在している可能性がますます高まった。したがってネパールでのG12ウイルス株の継続した監視は地球規模での分子疫学の上からも必要である。ネパールにおけるロタウイルスワクチンの導入を目前にし、首都カトマンズの最大の小児病院であるカンティ小児病院で5歳未満の重症下痢症患者の便検体を2年間にわたって収集し、その結果について解析した。1139検体中、ロタウイルス陽性検体は33%に相当する379検体であった。もっとも高頻度に出現したG血清型はG12であり、2005年から2006年にかけての流行年では型別できた株の50%をしめ、2006年から2007年にかけての流行年では29%をしめた。これに次いで、2005年から2006年にかけての流行年でのG1(26%)、同流行年でのG9(28%)、2006年から2007年にかけての流行年でのG2(20%)が主な流行株であった。また、もっとも高頻度に出現したP血清型はP[8]であり、2005年から2006年にかけての流行年では型別できた株の47%をしめ、2006年から2007年にかけての流行年では35%をしめた。これに次いで、P[6]が2005年から2006年にかけての流行年での37%、2006年から2007年にかけての流行年では33%であった。GとPの組合せではG12P[6]がもっとも高頻度に出現し、これにG1P[8]とG2P[4]が続いた。世界の中でもG12株がこのように高頻度に出現しているところはなく、しかもその大半が現行のワクチン株に対して完全に異型であるG12P[6]であったことは、引き続きサーベイランスを行うことの重要性を示唆している。ネパールにおけるロタウイルスワクチンの導入を目前にし、首都カトマンズの最大の小児病院であるカンティ小児病院で5歳未満の重症下痢症患者の便検体を4年間(2005-2009)にわたって収集して得た3429検体について解析した。

入院患者から得られた便検体2135検体をEHSAで検査したところ、ロタウイルス陽性検体は32%に相当する691検体であった。一方、外来患者から得られた1294検体のロタウイルス陽性率は14.5%であった。これらの検出株の遺伝子型は、G12P[6](30.6%),G2P[4](15.5%),G1P[8](11.1%),G9P[8](10.7%),G12P[8](9.5%)であり、ネパールでは依然として血清型G12の優位が継続していた。世界の中でもG12株がこのように高頻度に出現しているところはなく、しかもその大半が現行のワクチン株に対して完全に異型であるG12P[6]であったことは、このようなサーベイランスの重要性を示している。最近、われわれのブラジルでの研究も含めて、発展途上国の乳児におけるノロウイルス感染の重要性が明らかになってきているので、これをネパールの検体で調べたところ、入院患者から得られた2116検体からのノロウイルスの検出率は8.5%、外来患者から得られた1282検体では9.1%であった。入院患者と外来患者におけるノロウイルスの検出率がほとんど変わらないことは、ロタウイルスの場合とはきわめて対照的であり、これら2つのウイルスの疫学上の大きな特徴である。近年、世界的にはgenogroup IIノロウイルスのvariantであるGII.4が急増し、かつ、変異を頻繁に起こしているが、このような世界的流行株がネパール国内でも優位を占めているのか、独自の株が流行しているのかを調査することが重要である。これまで、ネパールにおいては、世界的にもきわめて特殊なG12ロタウイルス株が流行していることを報告してきた。本研究では、ワクチン導入前のネパールにおける重症ロタウイルス下痢症の発生状況(基幹小児病院における調査)および野生株の流行動態(ロタウイルス陽性検体の分子疫学的解析)を調査した。特に世界的にまれでありながらネパールにおいて優勢を占めるG12P[6]ウイルス株の動態について明確にし、ワクチンによる介入のない状態での基盤資料を整備した。具体的には、本年度を含め2003年以来のネパールにおけるG12P[6]株は約30%という高率を維持しながら流行していることがわかった。そこで、2007年11月から2010年2月までに収集したG12P[6]株145株について、ゲノムRNAの電気泳動を繰り返し、15のelectropherotype、すなわち15種類のG12P[6]ウイルス株が存在することを明らかにした。これは、ネパールにおいてはG12P[6]という遺伝子型が何年にもわたり続いており、また、ロタウイルスの流行が年間を通じてみられるにもかかわらず、ただ1種類のG12P[6]ウイルス株が流行しているのではなく、多数の異なる株が流行していたことを示している。さらに、これら15種類のG12P[6]の間には出現頻度に大きな差があり、LP1,LP24,およびLP27.という3種類のウイルス株が、この順序に、ほぼ置き換わるようにして出現してきていることが分かった。このことから、G12P[6]ウイルス株は、多数の同時に流行している株の中からよりフィットネスが高いウイルス株が出現し優勢になると、ふたたび別のさらにフィットネスが高いウイルス株に置換されるというダイナミックな動態をとりながら進化しているものと考えられる。
国際知的財産権ライセンスをめぐる税法および破産法上の粉争処理研究

2002年7月に知的財産戦略会議の手により、「知的財産国家戦略大綱」がまとめられ、同11月には「知的財産基本法」(平成14年法律第122号)が日の目をみた(12月4日公布)。知的財産権への包括的な取組が新世紀日本の根幹をなすことが改めて承認された。国レベルの動きと並走して、企業や個人による知的財産を巡る訟争は質量ともに増加の一途をたどり、「パテント・コート」構想が急速に展開している。従来、知的財産権は工業所有権を中心に、産業政策上の制度としての色彩が強調され、それを最も具現する「属地主義」を基本に議論が展開されてきた。しかし、近時の動向は「財産権」としての知的財産権(最小平成14年9月26日判決)の普遍性が今後より重要であることを示唆している。「保護国法」を軸にした体系化が、知的財産法制の安定・発展には必須の課題であるとの結論に至った。知的財産権の資産価値の増加は、他の法分野との関係・抵触を増加させている。とりわけ、伝統的に知的財産権と同じく「属地主義」の原則が支配するとされてきた破産法(とりわけ「外国倒産処理手続の承認援助に関する法律」施行以前)および税法との関係は、従来あまり検討されてこなかった。重層的な属地主義とも言うべき様相が、学際的な研究を阻んできたのではなかったか。そこで、保護国法を軸とする国際知的財産法の視点から、国際知的財産をめぐる破産法や税法上の問題を検討することによって、この分野の新たなビジネスモデルを呈示できないかと考え、検討を進めてきた。結論としては、上記諸法なかでも近時属地主義緩和の傾向にある破産法との関係においては、知的財産権の価値を普遍的に捉えることにより、破産債権者の保護等により資することが明らかとなった。本年度は、上記研究の基礎研究として、日本の学説整理、判例研究および比較法を重点的に行った。おりから、日本国内においても、「カードリーダー事件」、「ウルトラマン事件-管轄」、「同-準拠法」、「鉄人28号事件」、「多国籍企業特許権侵害事件」、「日立職務発明事件」など、国際的な知的財産権に関する判例が相次いで下され、学界のみならず、産業界においても多大な関心を惹起し、社会問題としても大きく注目され、従来にない議論が散見せられた。議論の整理に予定以上の時間を要したものの、判例研究、比較法を通じて今後の研究に資する情報を多く得ることができた。次に、弁理士・企業法務担当者中心の研究会および税理士・司法書士の中心の研究会においてそれぞれ報告し、本年度の課題であった実務家との情報交換も進めることができた。とりわけ、国際知的財産に関する税務については、弁理士と税理士の実務の間に埋もれた重要問題がライセンス契約において山積していることを知りえた点は貴重であった。また、その過程で、国際ライセンス契約において、国際私法的処理のなされていない点も確認した。現在、国際知的財産ライセンスにおいて、一方当事者が破産した場合の処理について別途検討している。このように、国際ライセンス契約をさまざまなし店から考察したうえ、近々いくつかの論稿にまとめる予定である。
糖質飲料の胃内容排出を促進する栄養学的手法の検討－運動時の胃腸障害予防の観点から

研究計画当初の予定として,平成28年度から平成31年度までの4年間で研究課題である「糖質飲料の胃内容排出を促進する栄養学的手法の検討ー運動時の胃腸障害予防の観点から」について明らかにすることを計画していたが,平成29年度および平成30年度は,産前産後の休暇又は育児休業による中断(平成29年8月21日平成31年3月31日)のため研究を実施することができなかった。そのため,申請時の研究期間を2年間延長し,平成31年度に平成29年度の研究実施計画を遂行する予定である。平成29年8月21日平成31年3月31日まで,産前産後の休暇および育児休業の取得により,研究を中断したため,当初の計画より進行がやや遅れている。平成29年度および平成30年度は,産前産後の休暇又は育児休業による中断のため,研究を実施することが不可能であったため,研究期間を2年間延長して研究を遂行する予定である。したがって,H31年度はH29年度に実施予定であった研究を行う予定である。平成28年度の実験結果(実験1)から,事前に糖質飲料を摂取した後,口腔内を甘味,塩味,酸味,苦味,うま味の5種類の基本味で味覚刺激すると,甘味のみで糖質飲料の胃内容排出(GE)が促進することが明らかにされた。この実験では,甘味刺激として20%グルコース溶液を用いたが,甘味を呈する物質はグルコース以外にも多様に存在している。そこで,平成30年度は,GEを促進する甘味物質の種類を探索する。仮に,GEを促進する甘味物質をいくつか発見できた場合は,次のステップとして,それらの甘味物質を異なる濃度に調製し,GEがさらに促進するような糖質飲料の濃度を探索する。一般的に,運動時には糖質を含んだスポーツ飲料がよく摂取されている。このことは,発汗で失う水分補給とともにエネルギーとして消費した筋グリコーゲンや血中グルコースの補充につながり,運動パフォーマンスの維持や向上に貢献すると考えられている。一方で,運動中の糖質飲料摂取は,吐き気,胃痛や腹部不快感といった胃腸障害を引き起こし,結果として,運動パフォーマンスを阻害することが指摘されている。胃腸障害を発症する要因のひとつに,摂取した飲食物の胃腸管内貯留があげられている。したがって,最大限の運動パフォーマンスを発揮するには,糖質飲料の胃から十二指腸への排出(GE)促進,さらにその先である小腸での消化吸収促進が鍵となる。本研究では,まず,糖質飲料のGEを促進する栄養学的操作方法について基礎的検討を行い,その結果を運動時に応用して胃腸障害との関連性を検討する。口腔内の味覚刺激が,GEを変容する可能性が報告されている(Yamamotoら,2008)。そこで,平成28年度は,基礎的研究として,事前に糖質飲料を摂取した後,口腔内を甘味,塩味,酸味,苦味,うま味,無味の6種類の味で味覚刺激し,どの味覚刺激が糖質飲料のGEを促進するのかについて検討した。GEは,超音波法を用いた標準的な方法(Takedaら,1996)に準拠した。糖質飲料のGEは,他の味と比較して,口腔内を甘味刺激した時のみ促進した。嗜好性は,甘味で最も好まれ,苦味で最も嫌われる結果となった。心拍数,平均血圧,自律神経活動,および食欲スコアには味による有意な差はなかった。糖質飲料摂取後に甘いガムやあめを摂取することは,胃腸障害の予防に有効な方法のひとつである可能性が示唆された。平成28年度は,追加採択となったため,実験期間が短いという問題が生じたが,実施予定であった実験を完了することができた。現在までのところ,順調に研究は進んでいる。研究計画当初の予定として,平成28年度から平成31年度までの4年間で研究課題である「糖質飲料の胃内容排出を促進する栄養学的手法の検討ー運動時の胃腸障害予防の観点から」について明らかにすることを計画していたが,平成29年度は産前産後の休暇又は育児休業による中断(平成29年8月21日平成30年9月24日)のため研究を実施することができず,研究期間を2年間延長する予定である。今年度,産前休暇前までは,本研究課題に関連する専門書や学術論文を精読し,研究課題に関連する科学的知見を収集し,必要な情報の整理を行った。研究計画当初の予定として,平成28年度から平成31年度までの4年間で研究課題である「糖質飲料の胃内容排出を促進する栄養学的手法の検討ー運動時の胃腸障害予防の観点から」について明らかにすることを計画していたが,平成29年度は産前産後の休暇又は育児休業による中断のため研究を実施することができず,研究期間を2年間延長する予定である。したがって,当初の計画より進行がやや遅れている。平成29年8月21日

平成31年3月31日まで,産前産後の休暇および育児休業の取得により,研究を中断したため,当初の計画より進行がやや遅れている。平成28年度の結果から,事前に糖質飲料を摂取した後,口腔内を甘味,塩味,酸味,苦味,うま味の5種類の基本味で味覚刺激すると,甘味のみで糖質飲料の胃内容排出(GE)が促進することを明らかにした。この実験では,甘味刺激としてグルコース溶液を用いたが,甘味を呈する糖質はグルコース以外にも多様に存在している。そこで,平成29年度は,GEを促進する糖の種類を探索する。仮に,GEを促進する糖をいくつか発見できた場合は,次のステップとして,それらの糖を異なる濃度に調製し,GEがさらに促進するような濃度を探索する。H29年度は産前産後の休暇又は育児休業による中断のため,研究を実施することが不可能であったため,研究期間を2年間延長して研究を遂行する予定である。したがって,H30年度はH29年度に実施予定であった研究を行う予定である。平成28年度の実験結果(実験1)から,事前に糖質飲料を摂取した後,口腔内を甘味,塩味,酸味,苦味,うま味の5種類の基本味で味覚刺激すると,甘味のみで糖質飲料の胃内容排出(GE)が促進することが明らかにされた。この実験では,甘味刺激として20%グルコース溶液を用いたが,甘味を呈する物質はグルコース以外にも多様に存在している。そこで,平成30年度は,GEを促進する甘味物質の種類を探索する。仮に,GEを促進する甘味物質をいくつか発見できた場合は,次のステップとして,それらの甘味物質を異なる濃度に調製し,GEがさらに促進するような糖質飲料の濃度を探索する。平成29年度および平成30年度は,産前産後の休暇又は育児休業による中断のため,研究を実施することが不可能であったため,研究期間を2年間延長して研究を遂行する予定である。したがって,H31年度はH29年度に実施予定であった研究を行う予定である。平成28年度は追加採択となり,1年間での年度計画的な使用が困難であったため。平成29年度は,産前産後の休暇又は育児休業による中断(平成29年8月21日平成30年9月24日)のため研究を実施することができず,次年度使用額が生じた。次年度使用額は,平成29年度に実施不可能であった実験「糖質飲料の胃内容排出を促進する甘味物質の種類についての検討」を行うための費用に充当する予定である平成29年度および平成30年度は,産前産後の休暇又は育児休業による中断(平成29年8月21日平成31年3月31日)のため研究を実施することができず,次年度使用額が生じた。次年度使用額は,平成29年度に実施不可能であった実験「糖質飲料の胃内容排出を促進する甘味物質の種類についての検討」を行うための費用に充当する予定である。
漸近解析の総合的研究

1.微分方程式の漸近解析について。内山は実領域で双曲型方程式の特異摂動を研究し、修正項が分散型になる場合の漸近解をマスロフの正準作用素を用いて構成した。さらに、漸近展開の誤差評価を与えた。(公刊予定)。また、一連の研究の総合報告を研究集会で発表した。(公刊予定)。森本は球面の上のジュヴレイ級の関数をラプラス作用素によって特徴づける共同研究を公刊した。平田は長距離の相互作用を持つハートレー方程式の長時間経過に対する漸近挙動の研究を公刊した。さらに、楕円双曲型デイヴィ・スチュワ-ロソン方程式の小さな解に対し、時間にかんする大域解の存在と漸近挙動に関する共同研究を行った(論文投稿中)。非線型シュレ-ヂンガー方程式の小さな解の大域存在の共同研究を行った(論文投稿中)。2.解析汎関数と複素漸近解析。森本は複素光錘の上の解析汎関数の研究を行い、同次多項式による展開とフーリエ・ボレル変換の共同研究を公刊した。田原は複素領域で特異点をもつ非線型偏微分方程式の正則解と特異解を研究し、第36回谷口シンポジュームで発表した。これに関する一連の研究を英文の単行本として共著で出版した。吉野は半平面の直積の上で定義され、ある整数論的な条件を満たす指数型正則関数の形の研究を公刊した。またディジタル信号と解析汎関数の変換を解説する単行本を共緒で公刊した。3.関連する研究として、幾何学では長友は4元数ケーラー多様体上のASDベクトル束に対し、ペンローズ変換を確立し、コホモロジーの消滅定理を証明する研究を公刊した。関口は付値環のつくる局所環空間の微分形式のつくる層の代数幾何学的研究を行い公刊した。斎藤は陰関数の数式処理の研究を行って研究集会で発表した。(公刊予定)。(公刊予定)。
腎尿細管薬物輸送担体のストレス応答

癌細胞の多剤耐性に関与しているP-糖蛋白質は、その転写調節領域に様々なストレス応答領域を持っており、ストレス蛋白としての性質を備えている。我々は既にP-糖蛋白質をコードするヒトMDR1cDNAを導入した培養腎上皮細胞を用いて薬物輸送実験を行ってきた。この遺伝子導入細胞の薬剤選別条件を変えることによって、P-糖蛋白質の発現量が異なるsublineを確立し、P-糖蛋白質低発現量の細胞では抗癌剤の輸送能が低いこと、低濃度のcyclosporinAによってP-糖蛋白質の薬物輸送能が阻害されることを明らかにした。即ち薬剤という外的なストレスによってP-糖蛋白質の発現量が変化し、しかも発現量の変化に伴って薬物輸送能及び阻害剤による輸送阻害に変化が生じる現象が明らかになった。腎の近位尿細管にはP-糖蛋白質が多く発現しており、ジゴキシンなどの脂溶性の高い薬物の排泄に関与していると考えられるが、外的なストレスによるこの輸送担体の発現量変化に伴い、薬物体内動態が変化することが予想される。
プレストレスの導入によるコンクリート橋脚の高性能耐震化の研究

本研究では、コンクリート橋脚の軸方向にプレストレスを導入して地震時のひび割れ発生を制御することに着目し、この構造の耐震的な特徴を定量的に求めることとした。供試体には、軸方向にプレストレスを導入したフーチング付き独立柱(PC橋脚)を用い、静的正負載荷と準動的地震応答載荷実験を行った。本研究により得られた主な結果を示すと次の通りとなる。1.アンボンド方式のPC橋脚は、コンクリート強度に対する全軸方向圧縮応力度が概ね25%以下であれば、従来の鉄筋コンクリート橋脚と同程度の靭性率を有することが明らかとなった。また、PC橋脚の残留変位は、同じ外軸応力を載荷した鉄筋コンクリート橋脚のそれの半分から1/5程度であり、曲げ耐力に占める軸方向鉄筋の分担率が低いほど小さくなる傾向が示された。2.中空断面PC橋脚は、柱基部の断面形状の違いにより大きく異なった地震応答挙動を示した。柱基部の中実と中空の断面急変部をID(D:断面高さ)としたり、D/2であっても基部補強筋を加えるなど断面剛性に十分に配慮して設計することにより、中実断面と同様に優れた耐震性能を持つことが明らかとなった。3. PC橋脚は、エネルギー吸収性能が低いからと言って、一概に耐震的ではないと言うことではなく、PC橋脚はコンクリートのひび割れや鉄筋の降伏により剛性が大きく変化するため固有周期が長期化し、それによって地震波との共振が避けられ耐震的な地震応答を示すことが確認された。4.常時偏心鉛直荷重が作用する橋脚にプレストレスを導入する場合には、偏心曲げモーメントの大きさに応じてプレストレス導入量を偏心側とは逆側に適切に増やすことにより、残留変形抑制効果の増大および偏心側への変位卓越の抑制が期待できる。本研究では、コンクリート橋脚の軸方向にプレストレスを導入して地震後の供用性能を大幅に向上させることに着目し、この構造の耐震的な特徴を定量的に求めることとしたのである。この構造は従来の鉄筋コンクリート橋脚と異なり、ひび割れ発生後に剛性が大きく変化し、かつ、PC鋼材の弾性域内で部材が非線形応答をすることができるために、直下型地震に対しても極めて有利な構造となるのである。実験は、フーチングにコンクリートの単柱が固定された供試体を製作して地震応答実験を行った。裁荷は、準動的なオンラインハイブリッド地震応答方式を中心に正負繰返し載荷実験を行った。実験の要因として、軸方向に導入するプレストレス、PC鋼材量、コンクリート強度、軸方向鉄筋量などを変化させた供試体を用いて軸方向プレストレスの耐震効果を定量的に把握することが基本であるが、これに関しては同時進行中の研究プロジェクト中で行うことが可能であるので、本研究では偏心軸力を受ける柱の耐震性の実験を行った。この結果、偏心軸力が作用している柱は地震応答の状態が一方向載荷に近いために、損傷の進行が比較的軽微であるという注目すべき実験結果を得た。この事実は、先般の阪神大震災の時の被災状況の中でも見られ不思議に思われたが、本研究によってこれが実証された。また、中空断面を持つPC柱およびPPC柱の実験を行い、軸方向プレストレスの効果的な導入方法について研究を行った。この結果、耐震性向上のためには軸方向鉄筋がある程度必要となることが示された。以上の研究の結果、偏心軸力を受ける柱および中空断面を持つ柱に対して、プレストレスの導入は地震時の安全性と靱性、および復元性の効果による地震後の供用性に極めて有効であることが明らかとなった。

本研究では、コンクリート橋脚の軸方向にプレストレスを導入して地震時のひび割れ発生を制御することに着目し、この構造の耐震的な特徴を定量的に求めることとした。供試体には、軸方向にプレストレスを導入したフーチング付き独立柱(PC橋脚)を用い、静的正負載荷と準動的地震応答載荷実験を行った。本研究により得られた主な結果を示すと次の通りとなる。1.アンボンド方式のPC橋脚は、コンクリート強度に対する全軸方向圧縮応力度が概ね25%以下であれば、従来の鉄筋コンクリート橋脚と同程度の靱性率を有することが明らかとなった。また、PC橋脚の残留変位は、同じ外軸応力を載荷した鉄筋コンクリート橋脚のそれの半分から1/5程度であり、曲げ耐力に占める軸方向鉄筋の分担率が低いほど小さくなる傾向が示された。2.中空断面PC橋脚は、柱基部の断面形状の違いにより大きく異なった地震応答挙動を示した。柱基部の中実と中空の断面急変部を1D(D:断面高さ)としたり、D/2であっても基部補強筋を加えるなど断面剛性に十分に配慮して設計することにより、中実断面と同様に優れた耐震性能を持つことが明らかとなった。3. PC橋脚は、エネルギー吸収性能が低いからと言って、一概に耐震性ではないと言うことではなく、PC橋脚はコンクリートのひび割れや鉄筋の降状により剛性が大きく変化するため固有周期が長期化し、それによって地震波との共振が避けられ耐震的な地震応答を示すことが確認された。4.常時偏心鉛直荷重が作用する橋脚にプレストレスを導入する場合には、偏心曲げモーメントの大きさに応じてプレストレス導入量を偏心側とは逆側に適切に増やすことにより、残留変形抑制効果の増大および偏心側への変位卓越の抑制が期待できる。
固気液三相流における分散相の集団現象に起因する乱流構造の研究

本年度は、昨年度より開発してきた固気液三相流動場解析手法であるIB-VOFカップリング法をさらに改良し、三相乱流場を構成する要素である、懸濁液中の気泡挙動について解析を行った。また、研究を円滑に進め、発展させるため、スタンフォード大学乱流研究所での長期研究滞在を行い、Parviz Moin教授を始め、当該研究所に属する多くの研究者と活発な討議を行った。まず、計算のさらなる安定化、高精度化を目指し、非圧縮性気液二相流解法について調査した。その結果、密度場と速度場、圧力場のカップリング方法が質量、また運動量の保存性に大きく関わることを明らかにした。次に、三相乱流場を理解するためには、その構成要素である粒子懸濁液中の単一気泡挙動を調査することが先決との考えから、IB-VOFカップリング法を用いた解析を行った。多くの既往研究では粒子を質点と近似できる条件での解析が行われたが、本研究では気泡径に対する粒子径の比が大きい条件(0.5から1程度)を設定し、気泡挙動に対する粒子サイズの影響を調べた。その結果より、粒子サイズが大きくなるに伴い、間欠的な上昇速度の低下が起こることが明らかになった。これは、気泡に粒子が接近した際に、気泡がそれを排除するための付加質量が増加するためである。この結果より、三相乱流場では、二相乱流場以上に系の多重スケール性が顕著になることが示唆され、今後の混相流モデル開発に新たな指針を与えた。本年度の研究では、分散性固気液三相流動における多数の粒子や気泡の集団現象に起因する乱流構造の解析のため、IB-VOFカップリング法の改良を行った。また、その方法の信頼性を検証し、粒子懸濁液中の気泡の上昇問題に適用した。まず、気液界面に関する符号付き距離関数を生成し、それを離散化する方法を導入し、表面張力項算出精度を改善した。また、それにより非常に少ない格子解像度で気泡の形状、運動を精度良く再現できることを参照データとの比較によって検証した。流体および粒子の運動方程式の時間積分法を従来の複数ステップ陽解法であるAdams-Bashforth法から一ステップ多段階陽解法であるRunge-Kutta法に変更し、それに伴い、埋め込み境界法における強制力を一ステップ多段階陽解法に適した形式に定式化し直した。この改良により計算を高精度化することができ、さらに安定性の点から困難であった中立密度に近い固体粒子の取扱いも可能になった。これらの改良の結果、多数の粒子と気泡の相互作用を直接的に扱う数値解析が世界に先駆けて実現された。多数の粒子と気泡を含む流れ場を構成する要素の理解のため、粒子懸濁液中を上昇する単一気泡の数値解析を行った。気泡近傍での粒子の回転挙動について調べ、粒子の有限サイズの効果が気泡近傍の流れ、また粒子の挙動に強く影響することを明らかにした。以上の結果より、新規に提案した数値解析法が粒子や気泡の運動と粒子や気泡周りの流れが強く相互作用する場の解析に有効であることを実証した。