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観光立国による経済発展の可能性に関する経済理論の構築およびその実証

観光産業をサービス貿易の一形態として国際貿易モデルに取り入れた経済理論を構築し、観光産業の発展およびそのための政府による諸政策が経済に与える影響を明らかにした。特に、動学的貿易モデルの枠組みで観光の拡大が観光インフラ資本の水準や経済厚生に与える効果についての検討や、観光部門で環境汚染が発生する状況において貿易政策や環境政策が環境汚染水準や経済厚生に与える影響についての検討を行った。さらに、本研究では理論分析のみならず、地域経済分析システム(RESAS)のデータ等を用いた実証分析も行った。本研究の目的は「観光産業をサービス貿易の一形態として国際貿易モデルに取り入れた経済理論を構築し、観光産業の発展およびそのための政府による諸政策が経済に与える影響を明らかにする」ことであるが、この点に関して平成27年度は以下の研究成果を得た。観光インフラ資本の蓄積を伴う動学的貿易モデルを構築し、観光の拡大(外国人観光客の非貿易財需要)がインフラ資本の水準や経済厚生に与える短期的効果および長期的効果について理論的に検討した。研究成果をまとめた論文は査読付き国際学術誌に掲載されているが、この研究の日本語による解説論文が書籍の中の一章として掲載された。観光部門で環境汚染が発生する状況を想定した貿易モデルを構築し、貿易政策や環境政策が環境汚染水準および経済厚生に与える影響について理論的に検討した。研究成果をまとめた論文を査読付き国際学術誌に投稿し、修正のうえ再投稿の要請を受けたので、再投稿を行った。また、新たな研究トピックとして、エコ・ツーリズムの経済分析を考えており、理論モデルの構築と分析を開始した。動学的貿易モデルを用いた観光インフラの理論分析については、日本語による解説論文が公刊された。観光と環境汚染に関する理論分析についても、国際学術誌に投稿し、修正のうえ再査読という判断を受けたので、修正および再投稿を済ませた。観光産業をサービス貿易の一形態として国際貿易モデルに取り入れた経済理論を構築し、政府による諸政策の観光産業を含む経済への影響を明らかにする、という本研究の目的に関して、今年度は理論研究においては主に観光と環境という観点から理論研究を進めた。まず、観光部門で環境汚染が発生する状況を想定した貿易モデルにおける、貿易政策や環境政策が環境汚染水準や経済厚生に与える影響について理論的に検討した論文については、修正の後に査読付き国際学術誌に掲載が確定した。また、再生可能資源と国際貿易に関するBrander-Taylorモデルを応用したモデルを構築し、外国人観光客が天然資源からのサービスも享受するという「エコ・ツーリズム」が自国の天然資源の水準や経済厚生に与える影響および貿易政策や資源政策の効果について、理論的に検討した。この研究で得られた分析結果を、国際学会で発表した。サービス貿易としての国際観光に関する理論的研究については、研究代表者の知るところ日本語で書かれたサーベイ論文が存在しなかった。そこで、これまで様々な国際学術誌に掲載された論文で展開された先行研究の研究成果を、統一された理論モデルの枠組みで解説することを試み、展望論文にまとめた。論文は公刊された。また、ブランド戦略と多国籍企業の講堂に関する理論分析を行い、分析結果を国際学会で発表した。ブランド戦略はホテル業などサービス産業における競争形態とも深い関わりがあり、観光の経済分析においても今後重要なトピックになると考えられるので、本研究はその基礎研究と位置づけられる。観光に関する実証分析に関しては、地域経済分析システム(RESAS)のインバウンド観光分析への応用可能性について研究プロジェクトメンバー間で議論した。外国人旅行者の国内での消費活動のパターンに関して予備的な分析を行い、分析結果を論文にまとめた。論文は公刊された。観光と環境汚染に関する理論分析について、投稿中の論文の査読結果によっては更なる改訂が必要となるが、その場合は論文の修正を最優先にし、年度内の論文掲載を目指す。新たな研究トピックであるエコ・ツーリズムの経済分析については、国内外での学会および研究会での報告を通じて、論文の完成および学術誌への投稿を目指す。論文の投稿に際しては、ネイティブスピーカーによる論文の英文校正を依頼する。研究分担者との連絡を密に取り、観光のミクロ経済分析と実証分析についても研究報告および論文の作成を進める。論文作成と並行して、関連分野において優れた業績をあげている研究者を招聘し、研究セミナーを開催する。招聘研究者およびセミナー参加者との意見交換を通じて、研究の方向性・発展性について多面的に検討する。国際経済学
歯周病治療は脳卒中を予防できるか

脳卒中と歯周病との因果関係を前向き介入試験で明らかにするため、平成15年度、同意がとれた歯周病患者13名に対し、歯周病評価及び頚動脈超音波検査、頭部MRI検査及び空腹時採血、病歴聴取を行い、その後、歯周病治療を開始した。平成16度および平成17年度は歯周病治療後の再評価として、再度、歯周病評価及び頚動脈エコー検査、頭部MRI検査及び空腹時採血、病歴聴取を施行した。平成15年度にエントリーした患者の内、3名がdrop outしたが、平成16年度に3名を新たにエントリーした。平成17年度までにさらに1名がdrop outし、今回、残りの12名(男性2名、女性10名)の平成15、16、17年の3年間、3ポイントのデータをFriedmanの検定で解析した。空腹時採血では、白血球数が低下し、Hbが上昇し、γGTPが低下した。頚動脈超音波検査の総頚動脈内膜中膜厚(IMT)では、左総頚動脈の最大IMT値が3年間で有意に増加した。また右総頚動脈の最大IMT値は、単回帰分析では、PD4mm以上の部位数、白血球数、赤血球数、Hb、空腹時血糖、HbA1cとの関係が認められ、これらで重回帰分析するとHbA1cとの関係が残った。頭部MRIでは、平成15年時にすでに動脈硬化性変化を5名認めたが、内1名は1年後改善し、2年後まで変わらなかった(改善群)。残り4名は2年後まで不変であった(不変群)。1年後新たに動脈硬化性変化が2名に出現し、2年後まで変化しなかった(悪化群)。改善群、悪化群においても歯周病は治療によって改善しているため、頭部MRIの変化と歯周病治療の間に一定の関係はなかった。以上、平成15年度より3年間、計12名の歯周病患者に対して歯周病治療を行い、同時に頭部MRIと頚動脈エコーを施行し、脳卒中との関係を探ったが、これらの検査の変化からは歯周病治療の影響は見いだせなかった。脳卒中と歯周病との因果関係を前向き介入試験で明らかにするため、平成15年度より同意がとれた歯周病患者13名(男性2名、女性11名)に対し、治療前の歯周病評価及び頚動脈エコー検査、頭部MRI検査及び空腹時採血、病歴聴取を行った。13名の平均年齢は、53.8歳(標準誤差2.0)であった。2名が高血圧症で、2名がバセドウ病で治療中あった。1年半前に禁煙した1名以外、喫煙歴はなかった。身体的所見としては、平均BMI22.3(標準誤差0.8)、平均収縮期血圧127(標準誤差4)、平均拡張期血圧75(標準誤差3)であった。歯周病評価では、平均残存歯数が、18.5本(標準誤差2.4)、pocket depth(PD)が6mm以上の部位数の平均が、9.5カ所(標準誤差4.2)、bleeding on probing(BOP)の平均が、42%(標準誤差7)であった。残存歯数は、体重、BMIと有意な負の相関がみられた。一方、頚動脈エコー検査では、総頚動脈の内膜中膜厚(IMT)の平均が、0.7mm(標準誤差0.03)で、13名中にプラークの形成を認めたものはいなかった。

IMTと上記の歯周病評価3項目との相関はみられなかった。頭部MRI検査では、施行しえた12名中4名に大脳白質に虚血性あるいは動脈硬化性変化を認めた。そこで、歯周病評価3項目で、大脳白質の変化を有する群と有しない群の2群間比較を行ったが、有意差がでる項目はなかった。空腹時採血では、PDが6mm以上の部位数と白血球数との間に正の相関、HDLコレステロールとの間に負の相関がみられ、またBOPと白血球数との間に正の相関、HDLコレステロールとの間に負の相関がみられた。今後、歯周病治療を行いながら、平成16年度と17年度で同様の歯周病の評価と頚動脈エコー検査、頭部MRI検査及び空腹時採血を行い、脳卒中と歯周病の因果関係を明らかにする予定である。脳卒中と歯周病との因果関係を前向き介入試験で明らかにするため、平成15年度、同意がとれた歯周病患者13名(男性2名、女性11名)に対し、歯周病評価及び頚動脈エコー検査、頭部MRI検査及び空腹時採血、病歴聴取を行い、その後、歯周病治療を開始した。平成16年度は歯周病治療後の再評価として、再度、歯周病評価及び頚動脈エコー検査、頭部MRI検査及び空腹時採血、病歴聴取を施行した。平成15年度にエントリーした患者の内、3名がdrop outした。一方、平成16年度に3名(男性2名、女性1名)をエントリーした。今回の解析には、平成15年度にエントリーし、平成16年度にフォローアップの上記評価項目を施行しえた10名を解析対象とした。各パラメーターの平成15年度と平成16年度の比較は、Wilcoxonの符号付順位検定により行った。歯周病評価では、残存歯数の有意な低下を認め、一人当たり平均0.7本の抜歯が行われた。またpocket depth(PD)が6mm以上の部位数、bleeding on probing (BOP)の有意な低下を認め、歯周病治療が有効であった。一方、頚動脈エコーでは、総頚動脈の内膜中膜厚(IMT)に変化はなく、また空腹時採血で変化した測定項目はなかった。頭部MRIでは10名中1名に大脳白質に虚血性変化が出現し、1名は逆に動脈硬化性変化の改善を認めた。頭部MRI所見の悪化した1名は、元々PD6mm以上の部位はなく、4mm以上のPD部位数の改善がみられた。またBOPは40%から9%に改善していた。頭部MRI所見の改善した1名は、6mm以上のPD部位が5カ所から0カ所に、BOPが67%から1.7%へと著しい歯周病の改善がみられた。本研究の最終年度である平成17年では、この10名とdrop outした3名および平成16年度に追加した3名の歯周病治療後の変化を評価に加えて、脳卒中と歯周病の関係を明らかにする予定である。脳卒中と歯周病との因果関係を前向き介入試験で明らかにするため、平成15年度、同意がとれた歯周病患者13名に対し、歯周病評価及び頚動脈エコー検査、頭部MRI検査及び空腹時採血、病歴聴取を行い、その後、歯周病治療を開始した。平成16年度および平成17年度は歯周病治療後の再評価として、再度、歯周病評価及び頚動脈エコー検査、頭部MRI検査及び空腹時採血、病歴聴取を施行した。平成15年度にエントリーした患者の内、3名がdrop outしたが、平成16年度に3名を新たにエントリーした。平成17年度までにさらに1名がdrop outし、今回、残りの12名(男性2名、女性10名)の平成15、16、17年の3年間、3ポイントのデータをFriedmanの検定で解析した。歯周病評価では、残存歯数は19.2本から20.2本へと有意に増加し、インプラント治療が行われた。pocket depth(PD)が6mm以上あるいは4mm以上の部位数、bleeding on probing(BOP)はいずれも1年後より有意な低下を認め、2年後もよく保たれていた。空腹時採血では、白血球数が低下し、Hbが上昇し、γGTPが低下した。
超音波エネルギーによる皮膚への遺伝子導入システムの確立

8週齢の雌のヘアレスマウスの背部にマイクロバブルと遺伝子の混合溶液0.05mlを複数箇所皮内投与した(SonoVue、Bracco社製、GFP(1μg/ml))。超音波発振素子画径6mmのプローベを用いて麻酔下の皮膚表面から照射した(2143kHz, 50%duty cycle, 3Hz Burst rate)。超音波照射後48時間後観察で、超音波強度0.5W/cm2、照射時間2と3minの群でGFPの発現が認められた。GFP遺伝子とマイクロバブル(オプジゾン、濃度20%)を投与直前に混ぜ合わせる。ヘアレスマウスの皮膚を一部切開し、皮膚の裏側からマイクロガラス管を用いて(50マイクロ直径)、角質層の直下の真皮層に遺伝子とマイクロバブルを注入した。注入部位部位の表面から超音波を照射(音響条件:1MHz,2W/平方センチ、Duty比50%、照射時間120秒)。3日後、レーザー顕微鏡にてGFPの発現範囲、分布、蛍光発色度、細胞の形態学的変化を観察した。蛍光顕微鏡でコントロール3次元的にコンピュータ画像解析を行った。また、その他の超音波の周波数、強度、パルス頻度を同時にプロットし、最適条件の発見を探索した。最初に行った条件ではコントロール群と遺伝子導入率に優位な差が認められた。約3倍程度の促進が認められたが、各超音波条件による促進率の増減は、どのバブル(エコーコントラスト剤としてはアルブネクス(Albunex)、レボビスト(Levovist)、オプチゾン(Optison)、Definity米国ImaRx社)、超音波周波数でも認められなかった。今後はさらに超音波条件を増やして、特に超音波強度を増加させて、in vitro実験とin vivo実験の遺伝子導入率の相関関係を解析し、マイクロバブルと超音波の組み合わせによる、音響最適条件を探すことに専念する。[目的]安全で有効な癌の遺伝子治療法の一つとして超音波照射による細胞への遺伝子導入法が注目されている。以前,我々は超音波造影剤(マイクロバブル)存在下での低浸襲性超音波の遺伝子導入効果について報告した。本研究では,マイクロバブル(Sonazoid,第一三共)を用い,低浸襲性超音波の遺伝子導入増強効果について比較検討した。[結果]CHO細胞に1MHz,Intensity1,0W/cm2,DutyCycle10%の超音波を20秒照射した場合,超音波を照射してない対照群と比べて生細胞率が約10%しか減少しなかった。また,GFP陽性細胞がほとんど認められなかった。しかし,マイクロバブルを併用する場合,生細胞率がマイクロバブルの濃度依存的に減少することが認められた。また,SONAZOID使用群は超音波のみ照射の対象群と比べて高くなった。一方,SONAZOID使用群ではGFP陽性細胞率が有意に高く,バブル使用群と比べて約4倍,高くなり,G418陽性コロニー数も有意に高いことが認められた。[結論]低浸襲性超音波はマイクロバブルの併用により遺伝子を導入することができることが判明した。また,マイクロバブルSONAZOID超音波の遺伝子導入増強効果が高いことが判明した。低浸襲性超音波とマイクロバブルの併用は安全な癌遺伝子療法として大いに期待できることが示唆された。[目的]安全で有効な癌の遺伝子治療法の一つとして超音波照射による細胞への遺伝子導入法が注目されている.以前、我々は超音波造影剤存在下での低浸襲性超音波の遺伝子導入効果について報告した。本研究では、新しく開発されたバブルリポソームを用い、低浸襲性超音波の遺伝子導入増強効果について比較検討した.[方法]GFP encoded plasmid DNA (pQBI25)を20μgと異なった量のマイクロバブルを2×10^6 U937細胞と混合して、異なった超音波(1MHz、Intensity、Duty Cycle、seconds)を照射し生細胞率を調べた。また、同じ生細胞率(約40-70%)になるようバブルリポソームの濃度を調節し、超音波(1MHz、Intensity 1.0W/cm2、Duty Cycle 10%、20 seconds)を照射した後、生細胞1×10^5を回収・再培養し、48時間後GFP陽性細胞率を比較した。結果]U937細胞に1MHz、Intensity 1.0W/cm2、Duty Cycle 20%の超音波を10秒照射した場合、超音波を照射してない対照群と比べて生細胞率が約30%に減少した場合にGFP陽性細胞がもっとも確認された(0.7-0.9%)。しかし、バブルリポソームを併用する場合、生細胞率が濃度依存的に減少することが認められ、バブルリポソーム使用群ではGFP陽性細胞の絶対数は予想されたほど高くなかった。[結論]低浸襲性超音波は新しく開発されたバブルリポソームの併用により遺伝子を導入することができることが判明した。
C型肝炎ウイルスゲノム変異とヒトゲノム多型の相関に関する研究

C型肝炎ウイルスの変異頻度の迅速・高感度な測定法を確立した。本法により直接作用型抗ウイルス薬療法の効果と耐性変異の関係を詳細に検討しえた。HCV1b型のNS5A領域Y93H変異型頻度は治療前から高く自然発生的と考えられた。Y93H変異は、ウイルス量、ISDR変異、ALTレベル、IL28B遺伝子多型との関連性を認めた。NS5B領域C316N変異、コア領域70番アミノ酸変異等とC型慢性肝炎患者のSNPアレイデータの関連解析によってウイルス変異とヒトゲノム多様性の間に関連性が示された。得られた知見は薬剤耐性獲得メカニズムだけでなくウイルスの免疫回避機構やウイルスの分子進化を検討する上で重要である。C型肝炎ウイルスの薬剤耐性変異とヒトゲノム多様性の相関の検討に際し、オリゴヌクレオチドプローブ(Invader法)を用いたウイルス変異頻度測定法を確立した。この方法を用いることによって従来のダイレクトシークエンス法に比較して迅速、高感度に変異型ストレインの検出、変異型頻度の測定が可能となった。この測定方法を用いて、HCV1b型ウイルスのNS3,NS5A領域の薬剤耐性変異について測定を行い、頻度の高い変異を検討したところ、NS5A Y93の部位に治療前(自然発生的)に変異型(Y93H)を有する頻度は約23%と高く、他のポジションでは頻度は比較的稀であった。HCV1b型ウイルスのNS5A領域配列による系統樹解析ではY93Hの分布は特定の分枝に限局せず散発的で、分子進化との関係は示されなかった。また、NS5B領域にも自然発生的薬剤耐性変異が認められた。SNPアレイタイピングデータを既に有する402例(Y93野生型335例、変異型67例)について変異と関連する遺伝子多型をゲノムワイドに探索したところ、ゲノムワイドレベル(p < 1.07×10-7)で有意なSNPは認められなかったが、suggestiveなレベル(p < 1×10-4)のSNPを89個同定した。また約1,300例において過去にC型肝炎の病態進展や治療応答性について関連性が報告されているいくつかのSNPとY93変異との関係をみたところ、ウイルスの持続感染やインターフェロン応答性との関連性が報告されているIL28B遺伝子多型との関連性を認めた(p = 1.6x10-4)。Y93変異は、ウイルス量(p = 2.4x10-5)、ISDR変異(p = 1.9x10-3)、ALTレベル(p=0.016)とも有意な関連性が認められた。平成27年度の計画として、1. HCVゲノム変異の検出、2-1.ゲノムワイドSNP関連解析、2-2.候補遺伝子SNP関連解析を予定していた。1.については迅速で、1-2%の頻度の変異型も検出可能という高感度の新規測定法を確立し(PLoS ONE 2015)、これまでに2,000例を越えるアッセイを行ってきた。2-1については1.で確認できたNS5A領域に自然発生的薬剤耐性変異Y93の変異についてゲノムワイドSNP関連解析を行いsuggestiveなローカスが同定された。NS3領域にも同様の変異部位を認めたためこれについても今後HCVゲノム変異の判定を進めたのちゲノムワイドSNP関連解析等を行う予定である。2-2.についてはY93変異と候補遺伝子としてこれまでに報告されたC型慢性肝炎と関連するSNPとの関連解析を行った結果、IL28BのSNPとの関連性が同定され、また、いくつかの宿主因子、ウイルス因子との関連も認めた。計画に挙げたgene set analysisは現時点では未実施であるが、さらに多くの血清検体を用いてHCVゲノム変異の解析数を増やすことで、関連解析の検出力を高めることを平成27年度は優先させた。以上より、本研究課題の進捗状況についておおむね順調に進展していると自己評価した。前年度にオリゴヌクレオチドプローブ(Invader法)を用いたウイルス変異頻度の迅速、高感度な測定法を確立した。C型肝炎ウイルスの薬剤耐性変異とヒトゲノム多様性の相関の検討に際して、各種直接作用型抗ウイルス薬(Direct Acting Antivirals;DAA)療法実施症例のHCVウイルスNS3,NS5A,NS5B領域の薬剤耐性変異を本法を用いてそれぞれの変異に対してプローブを設計し、変異型頻度の測定を行ったところ、本法では1-2%の変異型ウイルスを検出可能で、ダイレクトシークエンス法のそれに比較して非常に高感度で、本法を用いて治療効果・再燃と薬剤耐性変異(Resistance Associated Variants,RAVs)の関係を詳細に検討することができた。また、治療前に頻度の高い変異を検討したところ、NS5A領域のRAVsにおいてY93H変異型を有する頻度は約22%と高く、また、NS5B領域のC316Nも高率に認められ、これらは自然発生的RAVsと考えられた。約900例のHCV1bを有するC型慢性肝炎症例においてC型慢性肝炎の臨床データや宿主の遺伝子多型とウイルス変異の関係をみたところ、Y93変異はウイルスの持続感染やインターフェロン応答性との関連性が報告されているIL28B遺伝子多型との関連性を認め、さらにウイルス量や、ISDR変異の有無、ALT値と有意に関連性しており、慢性肝炎の病態への関与が示唆された。

一方、NS5B領域のC316Nはコア領域のアミノ酸変異と有意な関連性が認められたが、IL28B遺伝子多型との関連性は認められなかった。SNPアレイタイピングデータを既に有する症例を用いて自然発生的変異とヒトゲノム多様性との相関を検討したところ、コア領域の変異においてゲノムワイドレベルで有意な関連性を有するローカスを同定しえた。平成28年度以降の計画として、1.HCVゲノム変異の検出に関しては解析領域の拡大を行い、NS3領域とさらにコア領域を新たに解析対象に追加し、プローブを設計してInvader法によるウイルス変異の解析を行った。領域内で自然発生的変異と考えらえる部位について、解析症例数をさらに増加させたうえで、2.HCVゲノム変異とヒトゲノム遺伝子多型の関連解析を行い、関連性が高いと思われるHCVゲノム変異とヒトゲノム遺伝子多型については3.同定されたSNPのreplicationと機能解析を行い、統計学的に妥当性を検証した。機能解析については現在実施中である。4.同定されたSNPのDAAs治療効果への影響評価についてはダクラタスビル・アスナプレビル併用療法とIL28B遺伝子多型について評価を行っている。5.HCVの変異とそれを制御する宿主の遺伝要因のC型慢性肝炎の病態進展に対する影響評価については、コア領域の変異とヒトゲノム遺伝子多型の間に興味深い関連性を認めたため、今年度は解析サンプル数を増加させてこれらの相互作用の影響の評価を行うことを予定している。以上より本研究課題の進捗状況について概ね順調に進展していると自己評価した。C型肝炎ウイルス(HCV)の変異頻度測定する迅速・高感度な測定法をオリゴヌクレオチドプローブ(Invader法)を用いて確立した。本法はダイレクトシークエンス法に比べて高感度で12%の変異型ウイルスを検出可能で、本法によりC型慢性肝炎患者に対する各種直接作用型抗ウイルス薬(direct acting drug, DAA)療法の治療効果と薬剤耐性変異出現の関係を詳細に検討することができた。本法を用いてHCV1b型のNS3,NS5A領域の薬剤耐性変異について測定したところ、NS5A領域の93番アミノ酸の部位に変異型(Y93H)を有する頻度はDAA治療前で約23%と高く自然発生的と考えられた。922例における検討からY93変異は、ウイルス量、ISDR変異、ALTレベルに加えて、持続感染やインターフェロン応答性で重要なIL28B遺伝子多型との関連性も認めた。SNPアレイタイピングデータを有する1,056例(Y93野生型865例、変異型191例)について変異と関連する遺伝子多型をゲノムワイドに探索したところ、ゲノムワイドレベル(P < 1.07×10-7)で有意なローカスは認められなかったが、suggestiveなレベル(P < 1×10-4)のローカスを45個同定した。また、NS5B領域のC316N自然発生的変異型頻度も65%と高く、HCVコア領域の91番アミノ酸変異と有意な関連性が認められたが、IL28B遺伝子多型との関連性は認められなかった。一方コア領域の70番アミノ酸変異は901例(野生型523例変異型378例)のSNPアレイタイピングによる検討ではトップSNPは既報済みのIL28B遺伝子多型であり、ゲノムワイドレベルの関連性が示された。ウイルス変異とヒトゲノム多様性の関係は薬剤耐性獲得メカニズムだけでなくウイルスの免疫回避機構やウイルスの分化を検討する上でも重要である。C型肝炎ウイルスの変異頻度の迅速・高感度な測定法を確立した。
オランダ東インド会社による近世アジア間銅貿易の研究

本研究は18世紀におけるオランダ東インド会社による日本銅の国際流通とそのアジア経済への影響を考察するものである。オランダ東インド会社のバタヴィアでの再輸出の状況を明らかにする一方、日本銅の最終消費地での需要構造の分析を行なった。最終的には、銅の供給状況と貨幣経済の進展といった観点から近世アジアの比較経済史的分析を試みた。2004年度、当初の2ヶ月は前年度に実施した数量データと文章データの総合的分析を行なった。その後の8ヶ月間は、インド・コロマンデル地域とインドネシア・ジャワ島地域の銅需要構造の分析を実施した。基本的には、オランダ国立文書館に所蔵されているオランダ東インド会社史料(各商館の決議録等)を利用する一方、補足的史料を得るために、オランダ国外の文書館(大英図書館旧インド省文書室、インドネシア国立公文書館)で史料調査・収集を行なったほか、旧商業地域でのフィールドワーク(インドのコロマンデル、ベンガル地方)を実施した。最後の2ヶ月間は以上の研究を総合的に分析し、近世アジア間銅貿易の全体構造の把握の他、経済成長の点から比較分析を試みた。本研究は、18世紀におけるオランダ東インド会杜による日本銅の国際流通とそのアジア経済への影響を考察するものである。オランダ東インド会社のバタヴィアでの再輸出の状況を明らかにする一方、日本銅の最終消費地での需要構造の分析を行ない、最終的には、銅の供給状況と貨幣経済の進展といった観点から近世アジアの比較経済史的分析を試みる。本年度は、先ず、数量的考察として、オランダ東インド会社がバタヴィアで作成した貿易会計記録を対象として数量データを収集した。これにより、日本銅の再輸出先、再輸出量、再輸入地での販売量、価格、在庫量等が判明した。次に、文章史料の考察として、バタヴィアで作成された文書から、近世アジアの銅市場に関する文献データベースを作成した。以上の研究は、研究指導の委託先である、ライデン大学を基盤として、オランダ国立公文書館において実施した。この研究の成果としては、活字化されたものとしては、後掲の2本の論文を挙げることができる。英文の論文は上記の数量的データを分析したものであり、日本文の論文は対象を少し広くしてオランダ東インド会杜の近世期のアジア間貿易について概観を試みたものである。なお、この学術論文のほかに、2本の論文を国際会議で報告している。どちらも中間成果を報告するものであった。一つは北海道赤平市で行なわれた国際鉱山史学会大会において、また一つは中国のアモイ大学東南アジア研究センターで行なわれた近世アジア史研究のワークショップにおいて報告した。本年度は、この2年間にわたる研究の第1年度にあたる訳であるが、ほぼ当初の研究計画に基づく着実な研究とその成果を上げることができたといえよう。また、研究成果の評価については、今後に待たなければならない側面もあるが、すくなくとも今後の研究に示唆を与える有益なコメントも数々得られつつある。
婚活での配偶者選択における社会的情報の役割に関する進化心理学的研究

進化心理学的アプローチにもとづき,婚活という現代社会に特有の配偶者選択に焦点を当て,異性を結婚相手として評価する際にどのような種類の情報がどのように利用されているのかを明らかにする。現代インターネット社会の特徴でもある「可視化された他者からの評価」が配偶者選択に及ぼす影響について,身体的魅力や社会経済的地位といった配偶者としての魅力に影響することが報告されている他の要因と比較しながら検討を行う。
非線形非平衡系にみられる間欠性ゆらぎの統計力学とその応用

間欠性ゆらぎの解析法を開発し,非線形非平衡系にみられる現象を解析した。発達乱流などの非線形非平衡系で観測される間欠性ゆらぎの非ガウス確率密度関数は,分散の異なるガウス分布の重ね合わせで記述できる場合がある。我々はこの点に注目し,非ガウス過程を確率変数の積として分解する方法を開発した。ここでは,観測された確率過程が局所的なガウス過程と,分散の非一様性を表わす対数振幅のゆらぎで相乗的に記述されることを仮定した。この仮定の枠組みに基づけば,観測時系列の対数絶対値モーメントの推定を通じ,対数振幅の統計的性質を明らかにできることを示した。この方法では,べき的な裾をもつ分布で分散が有限でない非ガウス分布についても,対数振幅の統計量は有限になるため,非常に幅広い確率過程に適用可能になる。理論的・数値的例として,ランダムカスケードモデルやsuperstatisticsの性質を議論した。粗視化スケールの増加にともなうガウス分布への遅い漸近に注目し,その速さを数値的,理論的に見積もった。また,応用例として,心拍変動の解析を行った。さらに,複雑系で観測される,非対称間欠性を特徴づけるために,中央値を中心とした正側,負側の非ガウス統計量を提案した。そのような非対称過程の数値例として,カスケード過程を拡張した確率過程を構築し,このモデルの理論的性質が,我々の提案した推定法で求められることを数値実験で確認した。この方法を心拍変動解析に応用し,心拍変動に見られる非対称性が加齢や自律神経系異常に依存して変化することを見出した。1.対数振幅モーメントの推定法の開発乗法的確率過程の対数絶対値モーメントと対数振幅モーメントの関係式を導き,観測時系列から対数振幅モーメントが推定できることを示した。この対数振幅モーメントはガウス過程からのずれを定量化する指標として応用できる。また,べき的な裾を含む広いクラスの非ガウス型確率過程は有限の対数振幅モーメントをもつことが示せる。したがって,今回開発した分析法は一般の非ガウス型確率過程の特徴付けに有効であり,幅広い分野における応用の可能性をもっている。本年度は応用例として,発達乱流の現象論的モデルであるカスケード過程について,非ガウスゆらぎのスケール依存性を理論的に議論した.2.心筋梗塞後の心拍変動の統計的性質心筋梗塞後の心拍変動の統計的性質を調べた。粗視化時系列の非ガウス性に注目した解析を行い,非ガウス指標が心筋梗塞患者の心臓死の危険因子であることが示唆された。今後,より系統的な調査を実施することで,心臓死の新たなリスク推定法を開発できる可能性がある。非平衡系で観測される非ガウス分布を記述するためにBeckとCohenが導入した、superstatisticsと、本研究で導入した相乗的確率過程との関係を明らかにした。我々の相乗的確率過程では、観測時系列がローカルな変動を表わす正規確率変数と標準偏差の変動を表わす対数振幅変数に分解されるが、対数振幅変数が極値分布に従うとき、観測される分布は自由度の2のt分布(指数-3のべき分布)、もしくは両側指数分布になることを示した。これらの分布は、superstatisticsの典型的なクラスに属しているが、任意のパラメタを含んでおり、なぜそのような分布が自然に観測されるかを説明することはできていなかった。本研究では,それらの分布と極値統計における極限分布との関係を示し、調整パラメタに依存せずに特徴的な分布が出現することに可能な説明を与えた。2.非対称間欠性の解析手法の開発と心拍変動解析への応用。

非対称分布に従う間欠性ゆらぎについて、分布の左右を別々に粗視化する新たな多重スケール解析と非対称な非ガウス分布を特徴づける統計指標を導入した。非対称な間欠性をもつカスケードモデルを仮定し、理論的な非対称性が、我々の方法で定量化できることを確認した。この方法を、長期心拍変動の解析に応用し、心拍変動には非対称な間欠性があることを見出した。さらに、健常人における加齢の影響や病態との関係を調べた結果、心拍変動の非対称性と自律神経系の心臓制御との関係が示唆された。1.非対称間欠性時系列の解析法の開発前年まで我々が取り組んできた間欠性時系列の解析では,平均値まわりでの対称な変動を対象としてきた.しかし,生体信号や経済時系列では,正負方向の変動を生むメカニズムが異なることも考えられるため,これまでの方法では,そのような非対称性を示す時系列の詳細な特徴付けは不可能であった.そこで我々は,中央値を代表値として正負方向の非対称性が見られる間欠性ゆらぎの解析法を開発した.我々の方法では,非対称非ガウス分布のみで特徴付けられる確率過程だけでなく,正負方向の変動幅の相関の違いにも注目し,その分析法を新たに導入した.また,このような非対称間欠性を生む離散確率過程についても考案した.この確率過程は,乱流の現象論的モデルとして提案されている確率カスケード過程を一般化したもので,中央値まわりの正負方向で別々のカスケード過程を仮定している.この過程で理論的に予言される値が,我々の導入した解析法で正しく推定されることを確かめた.2.心拍変動の多重スケール解析人の心拍数は主に自律神経系からの制御を受け絶えず変動している.これまで,自律神経系機能の異常と心臓突然死との関連性が知られており,心拍変動解析を通じた自律神経機能の評価が心疾患の予後予測に有効であることが示されてきた.我々は,心拍変動の解析に,非線形非平衡現象を特徴付けるための指標を応用した.生体システムには多様な生理学的機序が働くため,心拍変動には時間スケールの異なる複数のダイナミクスが反映されていると予想される.そこで,単に指標を推定するだけでなく,心拍変動時系列の粗視化を導入し,心拍変動に見られる特徴的時間スケールが同定できる多重スケール解析法を考案した.この方法を慢性心房細動などの時系列に応用し,心臓突然死や脳梗塞の予測因子である可能性がある時間スケールと指標を見出した.今後,より大規模なデータベースに我々の開発した方法を適用することで,死亡リスクの予測に役立つ新たな情報を抽出できる可能性を示唆した.
河床変動・塩分シミュレーションに基づく河川汽水域の類型化と魚類の出現様式の関連性

本研究では(1)西日本の1級水系における魚類の出現パターンに基づき河川を類型化し,(2)各グループに属する河川の平水時の塩分変動と出水時の河床変動をシミュレーションにより算出し,さらに(3)塩分変動および河床変動特性と魚類の出現パターンの関係性を調べた.(1)の結果,27河川は4つのグループに区分された.(2)の結果,河川によって塩分遡上や底面平均塩分の特性が異なっていた.出水による細粒化・粗粒化傾向は,河川間で顕著な違いは見られなかった.(3)の結果,周縁性魚類や汽水性ハゼ類が生息するためには,浅所における汽水域面積がある程度以上必要であることが明らかになった.汽水域における水理特性と、河口域に形成されるハビタットの関連性や、それに応じた河口域生態系の差異については明らかにされていないため、河川の流域特性に応じた汽水域生態系の保全や自然再生を行うことができないのが現状である。そこで本研究では、西日本の1級水系の河川汽水域において、河床変動および塩分変動シミュレーションの結果を用い、河川汽水域を類型化するとともに、河床変動および塩分変動特性が、魚類の出現パターンに与える影響を明らかにすることを目的とした。本研究で実施する河川汽水域の類型化は、河川汽水域における学術的な貢献のみならず、現場レベルの生態系保全・河川管理施策にも重要な知見となりうるものである。平成27年度には、対象河川において河床変動計算と塩分変動計算に用いる地形データおよび境界条件を入手・整理した。その結果、大半の河川において、河床変動計算のための地形データの作成と、流量および水位のデータの入手は完了しており、河床変動シミュレーションが可能であることが示されている。ただし、計算条件のパターンについての検討が不十分であるため、平成28年度も河床変動シミュレーションを実施する。塩分変動シミュレーションについては、計算のための地形データの作成は完了しており、シミュレーションが可能な段階に至っている。計算条件と、データの代表値を抽出する方法について現在検討中であるため、平成28年度も引き続き塩分変動シミュレーションを実施する。平成27年度は、西日本における1級水系のうち、九州地方の遠賀川、番匠川、小丸川、松浦川、中国地方の、佐波川、小瀬川、芦田川、高梁川、吉井川、高津川、天神川、近畿地方の北川、紀ノ川、新宮川、四国地方は、那賀川、土器川、物部川、重信川について定期横断測量データ(200mピッチ)について国土交通省に提供していただいた。それらの地形データを、河川シミュレーションソフトであるiRICおよびArcGISを用いて、河床変動計算および塩分変動計算が可能な形に加工・整理した。河床変動計算は、iRICのNays2DHソルバを用いて、一定条件の混合粒径にておこなった。その結果、上記の全河川で計算が可能であることが明らかになった。ただし、計算条件のパターンについての検討が不十分であるため、平成28年度も河床変動シミュレーションを引き続きおこなう必要性が示された。また、塩分変動計算は、Fantom3Dを用いておこない、上記の全河川で計算が可能であることが明らかになった。ただし、計算条件と、データの代表値を抽出する方法について現在検討中であるため、平成28年度も引き続き塩分変動シミュレーションをおこなう必要性が示された。また、本年度は、H28年度におこなう予定であった対象河川の河川水辺の国勢調査のデータのダウンロードをおこない、各河川に出現した魚類を、河川利用形態別(純淡水性魚類、回遊性魚類、汽水生魚類、周縁性魚類)に区分した。汽水域における水理特性と,河口域に形成されるハビタットの関連性や,それに応じた河口域生態系の差異については明らかにされていないため,河川の流域特性に応じた汽水域生態系の保全や自然再生を行うことができないのが現状である.そこで本研究では,西日本の1級水系の河川感汽水域において,河床変動および塩分変動シミュレーションの結果を用い,河川汽水域を類型化するとともに,河床変動および塩分変動特性が,魚類の出現パターンに与える影響を明らかにすることを目的とした.本研究で実施する河川汽水域の類型化は,河川汽水域における学術的な貢献のみならず,現場レベルの生態系保全・河川管理施策にも重要な知見となりうるものである.平成28年度には,西日本の1級水系のうち27水系を対象にし,1.魚類の出現パターンの解明を目的に,2016年6月時点での最新の河川水辺の国勢調査の魚類相データを用いて,周縁性魚類および汽水性ハゼ類のデータを抽出し,さらに汽水性ハゼ類については,先行研究を参考に,ハビタットタイプを区分し,礫タイプ,砂タイプ,泥タイプの3タイプのデータを用いた.次に,対象河川の周縁性魚類の種数,汽水性ハゼ類のうち礫タイプの種数,砂タイプの種数,泥タイプの種数のデータを用い,ユークリッド距離に基づくウォード法によるクラスター分析をおこなった.次に,2.クラスター分析で類型化されたグループごとに2河川を選択し,オブジェクト指向型数値流体モデル(Fantom3D)を用いて塩分変動シミュレーションを行った.計算期間は河川水辺の国勢調査の行われている前後14日とし,上流端には同時期の流量,下流端には同時期の潮位データを与えて計算を行い,全ての計算格子について14日の塩分の平均値を算出した.

魚類の出現パターンの解析および塩分変動に関しては当初の予定以上に順調に進んでいる一方,河床変動計算に関しては平成29年度に持ち越される課題が出来たため,トータルとしてみておおむね順調という判断をしている.以下に結果のまとめを示す.1.魚類の出現パターン:クラスター分析の結果,27河川は4つのグループに区分できることが明らかになった.うち,グループCおよびDの魚類の出現パターンは特徴的であり,グループDは塩分の影響が強く,かつ河床材料が多用で,グループCは塩分の影響が少ないことが示唆された.2.塩分変動特性の解明:塩分変動シミュレーションは,吉井川,芦田川,松浦川,小瀬川,高津川,北川,佐波川および那賀川の8河川を選択しておこない,汽水域面積および汽水域における潮間帯から潮下帯浅所(T.P.-2m以上)の面積を集計した.これらの結果から,グループCについては,汽水域における潮間帯から潮下帯浅所の面積が他のグループに比べて小さいことが明らかになった.3.魚類の出現パターンと環境変動の関係性:上記のシミュレーション結果のうち,グループ間で顕著な差がみられた「潮間帯から潮下帯浅所」における塩分変動特性のうち,汽水域面積および低塩分(0.01ー5ppt)面積と,魚類の出現パターンについての関係性を検討した結果,汽水域の魚類の多様性には,周縁性魚類からみた場合は,汽水域浅所の面積がある程度以上大きいこと,汽水性ハゼ類からみた場合は,それに加え,低塩分エリアが存在することが影響を及ぼしている可能性が高いことが明らかになった.河床変動については,塩分変動の対象と同一河川である6河川を選択しておこない,細粒化(≦1)と粗粒化(>1)に区分した結果,粗粒化した面積は汽水域面積に比例する結果となり,本研究の計算条件下では河川ごとの特徴を見出すことができなかった.汽水域における水理特性と,河口域に形成されるハビタットの関連性や,それに応じた河口域生態系の差異については明らかにされていないため,河川の流域特性に応じた汽水域生態系の保全や自然再生を行うことができないのが現状である.そこで本研究では,西日本の1級水系の河川汽水域において,河床変動および塩分変動シミュレーションの結果を用い,河川汽水域を類型化するとともに,河床変動および塩分変動特性が,魚類の出現パターンに与える影響を明らかにすることを目的とした.本研究で実施する河川汽水域の類型化は,河川汽水域における学術的な貢献のみならず,現場レベルの生態系保全・河川管理施策にも重要な知見となりうるものである.平成29年度は,平成28年までに明らかにした(1)西日本の河川汽水域における魚類の出現パターン,(2)オブジェクト指向型数値流体モデル(Fantom3D)を用いての塩分変動シミュレーションおよび(3)河床変動シミュレーションの結果を整理し,周縁性魚類および汽水性ハゼ類によって類型化された河川グループ間で,汽水域全域および汽水域浅所における塩分変動および平均底面塩分を比較検討し,さらに,出水前後における河床材料の粗粒化・細粒化傾向の比較検討をおこなった.また,塩分変動シミュレーションの結果の検証のために,高梁川の汽水域2箇所と吉井川の汽水域3箇所において夏季(8月)の2週間,電気伝導度ロガーを河床底面に設置することにより塩分の変動を測定し,2016年および2017年におこなった野外における塩分測定に該当する期間における検証用の塩分変動シミュレーションを新たにおこなった.
正当性自動保証機能を備えた高階プログラム自動変換技術

項書き換えに基づくパターンによるプログラム変換の枠組みを拡張し,高階関数を直接取り扱うことが出来るプログラム変換枠組みの構築を目指した.理論的計算モデルとして,単純型付項書き換えシステム(Simply Typed Term Rewriting System,STTRS)を採用した.プログラム変換の正当性を検証するための手続きとしてSTTRS等価変換手続きを提案し,その理論的正しさを証明した.STTRSの枠組みで変換パターンを作成するために,STTRSパターンの概念を提案した.また,STTRSパターンによるプログラム変換を実現するために,STTRSパターンマッチングアルゴリズムを提案した.パターンによるプログラム自動変換において,変換の正当性は入出力システムの等価性によって定義される.本研究では申請者による1階項書き換えに基づくパターンによるプログラム変換の枠組みを拡張し,高階プログラムを取り扱うことができる枠組みの提案を目指している.従来の1階項書き換えでは高階プログラムを直接取り扱うことは難しいので,Yamada (2001)によって提案された単純型付き項書き換えシステム(Simply Typed Term Rewriting Syste,以下STTRS)を用いて枠組みを構築する.パターン変数の概念を導入し,STTRSに基づく枠組みにおける変換パターンを提案した.変換パターンを入力されたSTTRSの変換に適用するために,方パターンマッチングアルゴリズムと項パターンマッチングアルゴリズムからなるST-Matchアルゴリズムを提案した.ST-Matchの有用性を確認するために,ST-Matchの停止性,健全性及び完全性を証明した.1階項書き換えシステムの等価性は,申請者が提案した項書き換えシステムの等価変換によって検証することが可能である.書き換えシステムの等価変換をSTTRSに拡張し,STTRSの等価変換手続きを提案した.現在,STTRSの等価変換手続きがSTTRSの等価性が保証することの証明を進めている.その過程において,1階項書き換えの枠組みでは自明に成立する下記の命題(1)がSTTRSでは一般に成立しないことが確認された.(1)任意の基底項tが導入規則によって導入された関数記号を含んでいる場合,tは正規形ではない.上記の命題(1)は等価変換手続きは等価性を保証することを示すためには欠かせない命題である.パターンによるプログラム自動変換において,変換の正当性は入出力システムの等価性によって定義される.本研究では研究代表者による1階項書き換えに基づくパターンによるプログラム変換の枠組みを拡張し,高階プログラムを取り扱うことができる枠組みの提案を目指している.従来の1階項書き換えでは高階プログラムを直接取り扱うことは難しいので,Yamada (2001)によって提案された単純型付き項書き換えシステム(Simply Typed Term Rewriting Syste,以下STTRS)を用いて枠組みを構築する.前年度までの研究実績で,1階項書き換えの枠組みでは自明に成立する下記の命題(1)がSTTRSでは一般に成立しないことが確認された.(1)任意の基底項tが導入規則によって導入された関数記号を含んでいる場合,tは正規形ではない.上記の命題(1)は等価変換手続きによって等価性を保証するために欠かせない命題である.平成25年度は,相対停止性の概念を用いることによって命題(1)を解決することができることを明らかにした.相対停止性とは,他のシステムによる書き換えをを法とした書き換えが無限に起こらないことである.導入規則によって導入された書き換え規則が,入力STTRSに対して相対停止性を持つ場合,命題(1)が成立する.STTRSの停止性,相対停止性は一般的に決定不能な問題である.Geserによって示された停止性チェックを組み合わせた判定基準を応用することで,STTRSの相対停止性を示すことが可能である.また,STTRSの停止性はToyamaが提案した再起経路関係により判定できる.これらの技術を応用することで,STTRSの等価性の判定が可能となる.項書き換えに基づくパターンによるプログラム変換の枠組みを拡張し,高階関数を直接取り扱うことが出来るプログラム変換枠組みの構築を目指した.理論的計算モデルとして,単純型付項書き換えシステム(Simply Typed Term Rewriting System,STTRS)を採用した.プログラム変換の正当性を検証するための手続きとしてSTTRS等価変換手続きを提案し,その理論的正しさを証明した.STTRSの枠組みで変換パターンを作成するために,STTRSパターンの概念を提案した.また,STTRSパターンによるプログラム変換を実現するために,STTRSパターンマッチングアルゴリズムを提案した.パターンによる高階プログラム変換において変換の正当性はプログラムの等価性によって定義される.本研究ではプログラムを単純型付き項書き換えシステム(Simply Typed Term Rewriting Syste,以下STTRS)によって表現している.STTRSの等価性を自動検証するための枠組みを構築するための準備として,STTRSにおける自然帰納的定理の概念を導入した.STTRSに倚る枠組みに擱いて変換パターンを表現するために,パターン変数の概念を導入した.STTRSにおける項は単純型によって型付けられるため,項パターンも型付けされている必要がある.しかしながら,変換パターンを作成した時点では入力されるSTTRSの型は分からない.そこで,型変数を含む単純型パターンを導入し,単純型パターンによって型付けされるよう単純型付き項パターンを定義した.単純型パターンと単純型のパターンマッチングによって型変数と具体的な単純型の対応関係が決定される.型同士のパターンマッチングの解を表現するために単純型代入の概念を導入した.また,型パターンマッチングを解決するため,型パターンマッチングアルゴリズムを提案した.変換パターンと入力STTRSのパターンマッチングでは,単純型付き項パターンと単純型付き項のパターンマッチングの自然な拡張で実現できる.

そこで,単純型付き項パターンと単純型付き項のパターンマッチングの解を表現するため,STTRSにおける項準同型写像の概念を定義した.また,型パターンマッチングアルゴリズムを利用して単純型付き項のパターンマッチングアルゴリズムST-Matchを提案した.ST-Matchの有用性を確認するために,ST-Matchの停止性,健全性及び完全性を証明した.本研究では,1階項書き換えに基づくパターンによるプログラム変換の枠組みを拡張し,高階関数を取り扱えるようにすることで,より柔軟で強力なプログラム自動変換の枠組みを実現することを目指した.Yamadaによって提案された単純型付き項書き換えシステム(Simply Typed Term Rewriting System ,以下STTRS)を理論的基礎とし,STTRSの等価性を検証するため,Toyama(1991)の項書き換えシステムの等価変換を拡張し,STTRSの等価変換を提案した.STTRSの等価変換の理論的正しさの証明において,1階の項書き換えシステムでは自明に成立する新規導入関数の除去がSTTRSの枠組みでは自明に成立しないことを明らかにした.Aotoらによって提案された高階十分完全性の概念と,相対停止性を利用することにより,STTRSの枠組みで新規導入関数の除去を示すことができた.STTRSにパターン変数を組み込んだSTTRSパターンの概念を導入し,STTRSパターンとSTTRSのパターンマッチングアルゴリズムを提案した.STTRSパターンマッチングアルゴリズムを利用することにより,変換パターンの適用したSTTRSに基づくプログラム変換の枠組みを実現することができる.組化変換は余分な再帰呼出しの回数を減らすことにより,プログラムの効率の改善を目指す手法である.平成26年度は高階関数だけではなく,効率的な組化変換を書き換えの枠組みで実現するために,条件付き項書き換えシステム(Conditional Term Rewriting System,以下CTRS)を利用したプログラム変換の枠組みの実現を目指した.そのための第1歩としてTRSの等価変換を拡張し,CTRSの等価性を示す手法を提案し,プログラム変換に関する国際ワークショップWPTE 2014で報告した.項書き換え現在,STTRSの等価変換手続きがSTTRSの等価性を保証することの証明を進めている.書き換えシステムにおける合流性の可換性と研究実績で示した導入された関数記号の除去が示されれば,等価性の保証に関する証明は校のデータ構造に依存しないことがわかっている.この結果は高階プログラムだけではなく,条件付き書き換えシステムや優先順序付き書き換えシステム,戦略を持つ書き換えシステムに本研究の結果を拡張する際にも有用な情報である.
中枢存在型肺癌に対する体幹部定位放射線治療に関する基礎的検討

体幹部定位放射線治療は手術不能の早期肺癌患者における治療法として大変な注目を集めている。しかしながら同治療の中枢存在型肺癌に対する適応は確立したものではない。今回中枢存在型肺癌に対する定位放射線治療の実現に向けた基礎的検討を行った。具体的には、局所制御に関する線量効果関係、治療期間中の腫瘍移動量、線量計算アルゴリズム、固定精度の評価を行った。また、中枢存在型肺癌に対する定位放射線治療の多施設共同プロトコル策定に参画した。線量計算アルゴリズムによる線量分布差違は、iPlan-XVMC(BrainLab)とEclipse-Batho powerlaw(Varian)の間で比較を行った。アイソセンターに対する線量処方であれば、算出されるモニターユニット値の差が両者の間で2%未満であることが分かった。これにより治療計画装置をEclipseからiPlanに変更することが可能となった。固定具の精度検証は、BodyFIX(medical intelligence)を対象として行った。Exact X-ray systemの併用により、システマティックエラーは腹背、頭尾、左右いずれの方向も0.5mm未満、ランダムエラーも1mm未満ときわめて高い精度を得ることができた。以上2項目の検討結果により本年の研究計画予定のとおり、肺定位放射線治療に用いるシステムを完全にNovalisシステムに移行することができた。臓器移動に関しては、肺定位放射線治療を行った8症例において検討した。それぞれの症例において治療計画および治療中2回の合計3回の4次元CTを撮像し、肺腫瘍の呼吸性移動の日内変動および日間変動を検討した。上葉における日内変動は1.0mm以下であったのに対し、下葉では3.4mmと大きかった。日間では背腹および島尾方向の変動が左右方向に比較して大きい傾向であった。以上により治療期間中の臓器変動はあまり大きくないことを示すことができた。予定していた線量制約の検証は十分に行うことができなかったため、次年度に再度取り組むこととする予定である。本年度は肺癌体幹部定位放射線治療における線量効果関係を検討するために、89症例の計画標的体積(PTV)のD95、最低線量および平均線量と局所制御の状態の関係を調べた。この際、線量計算アルゴリズムが線量効果関係に影響を与えるか否かも検討した。従来のアルゴリズム(Batho Power law法)を用いた場合、局所制御例におけるPTVのD95,最低線量および平均線量は、それぞれ45.5, 42.6, 47.5Gy、局所再発例においてそれらの数値は、45.2, 42.4, 47.5Gyであった。局所制御例と再発例の間に有意な差は見られなかった。新世代のアルゴリズム(anisotropic analytical algorithm)を用いても、局所制御例で42.1, 38.7, 45.5Gy、再発例で42.1, 38.6, 45.7Gyとなり、こちらでも有意差は見られなかった。明らかな線量効果関係を見いだされず、その他の臨床因子を考慮することが重要と考えられた。なお、本研究を通じて、新世代の線量計算アルゴリズムを用いた場合の平均的な線量指標を明らかにすることはできた。プロトコル策定に関しては、中枢型肺癌定位放射線治療の第I相臨床試験(JROSG 10-1)が実施されることとなったため、このプロトコル作成に協力した。2010年11月から当院の登録が開始され、1症例の登録を行った。今後も本プロトコルへの協力を行っていく予定である。