hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オンチップ光導波路吸光検出システムの構築に関する研究

これまでに試作した紫外・可視領域全反射スペクトル測定用SOWG吸光測定装置の高機能化に向けて、分子認識部の高性能化を目指した新規なセンシング膜の作製を試みるとともに、偏向測定システムの構築を図った。また、本検出システムとの適合性に優れたキャピラリーHPLCシステムを開発した。1.親水性のポリマー薄膜をセンシング層とする光導波型吸収測定システムの開発ガラス製の導波層表面を厚さ1μm程度の親水性のポリマー薄膜でコーティングする技術を確立した。このポリマー薄膜に分析試薬として適用範囲の広いポルフィリンを化学的に固定化し、ポルフィリンを利用した高選択性吸光検出の応用可能性を検討した。本センサーの初期応答は数秒と速く、連続流れ分析装置の検出器として十分適用できることを示した。2.スラブ光導波路(SOWG)時間分解偏光スペクトル測定システムの開発HPLCで多用されているシリカ系充填剤表面での分子の挙動に関する情報の収集を目指し、SOWG時間分解偏光スペクトル測定システムを構築した。本測定装置を用いて、シリル化剤で修飾したガラス表面へのメチレンブルーの吸着特性(配向状態や吸着量)を詳細に検討した。3.有機ポリマー製モノリス型キャピラリーカラムの開発微小空間で高性能な分離を実現するための分離媒体の開発を試み、低背圧でありながら極めて分離能に優れたメタクリル酸系モノリス型キャピラリーカラムの開発に成功した。ガラスチップ表面や微少の流路内で高感度な吸光検出を実現するための光学系の構築と物質選択性の付与を目的としたセンシング表面の化学修飾を行なった。1)液体コア光導波路マイクロチップの作製ガラスチップの流路内を、屈折率が水よりも小さいTeflon AF-2400(n=1.29)と呼ばれるフッ素系樹脂でコーティングするとともに、この流路方向に光を導入する光学系を構築した。これにより、水溶液試料をコアとする光導波路をマイクロチップ内で形成させることに成功した。この液体コア光導波路チップでは、光源光の減衰を最小限に抑えられるため、光路長の延長による濃度感度の向上が期待できる。また、この技術を応用すれば、チップ内の光路を自在に変更できるため、チップ内での光化学反応の制御が可能となる。2)親水性のポリマー薄膜をセンシング層とする光導波型吸光測定システムの開発選択性の付与と妨害成分の不可逆的吸着の抑制を目的として、ガラス製の導波層表面を親水性のポリマーでコーティングしたセンシング層の作製を試み、二枚のガラス板の間で重合を行なう"オンサイト重合"法を考案・開発して、導波層となるガラス表面上に厚さ1μmのポリマー薄膜を直接作製することに成功した。また、このポリマー薄膜に分析試薬として適用範囲の広いポルフィリンを化学的に固定化し、ポルフィリンを利用した高選択性吸光検出の応用可能性を検討した。本センサーの初期応答は数秒と速く、連続流れ分析装置の検出器として十分適用できる。ガラスチップ表面や微少の流路内で高感度な計測を実現するための光学系の構築、ならびに物質選択性の付与と目的成分の濃集を目的としたセンシング表面の化学修飾に関する基礎研究を行った。1.二相シースフロー液-液光導波路の構築とその液-液界面計測への応用二重細管を用いたシースフロー技術を応用して、安定な二相流を形成させる(液-液界面を形成させる)とともに、内側を流れる高屈折率溶媒中にレーザー光を導波させ閉じ込めることにより、液-液での光導波路を実現した。この二相シースフロー液-液光導波路分光測定装置により様々な溶媒間で形成される液-液界面に存在する分子の挙動を直接的かつ経時的に観測することが可能となった。2.ポルフィンをセンシング素子とするSOWG化学センサーの開発オレフィン基を2つもつProtoporphyrin IX (PPIX)と呼ばれるポルフィンをアクリルアミドとともにSOWG表面で重合・成形し、厚さ1μm程度の薄膜を作製した。PPIXは強酸性領域(pH 01)でプロトンに鋭敏に反応することから、今後、pHセンサーとしての応用が期待される。3.ITO電極SOWG分光測定装置および偏光スペクトル測定システムの開発電極表面で起こる化学反応や物質移動に関する情報の収集を目指し、電気化学測定と分光測定を同時に行えるITO電極SOWG分光測定装置を試作した。また、検出素子表面に目的成分を電気化学的に濃集する、あるいはその反対に表面から溶離する方法を検討し、ヨウ素の定量的な吸脱着を通してその可能性を示した。一方、偏光スペクトル測走装置を開発し、シリル化剤で修飾したガラス表面への色素分子の吸着挙動(配向状態や吸着量)を観察した。その結果、HPLCで多用されるシリカ系充填剤表面での分子の挙動に関する基礎情報が得られた。

本センサーの初期応答は数秒と速く、連続流れ分析装置の検出器として十分適用できることを示した。2.スラブ光導波路(SOWG)時間分解偏光スペクトル測定システムの開発HPLCで多用されているシリカ系充填剤表面での分子の挙動に関する情報の収集を目指し、SOWG時間分解偏光スペクトル測定システムを構築した。本測定装置を用いて、シリル化剤で修飾したガラス表面へのメチレンブルーの吸着特性(配向状態や吸着量)を詳細に検討した。3.有機ポリマー製モノリス型キャピラリーカラムの開発微小空間で高性能な分離を実現するための分離媒体の開発を試み、低背圧でありながら極めて分離能に優れたメタクリル酸系モノリス型キャピラリーカラムの開発に成功した。
酸素残留燃焼場における超高速NOx還元

本研究では,酸素残留燃焼場における窒素酸化物超高速還元法の実現を最終目的として,その際に有効な還元剤の模索を行うとともに,適用条件および反応機構の解明を試みた.本年度は,ディ-ゼル機関の膨張行程後期において燃焼室内温度がアンモニアの窒素酸化物還元温度域を経由することに着目し,アンモニア系還元剤水溶液を任意の時期に燃焼室内へ直接噴射することによって,無触媒下において窒素酸化物の急速還元を試みると同時に,その際の窒素酸化物還元過程に対する反応動力学モデルを構築し、実験結果との比較検討を行った.その結果,還元剤として尿素水溶液を用いることにより,排気黒煙および熱効率を悪化させることなく最大で60%の窒素酸化物低減が得られることを確認したが,その際には還元剤の噴射時期が強い支配因子であり,シリンダ内温度が還元温度域に入る膨張行程後半に設定することが肝要であることを明らかにした.また,窒素酸化物は還元剤の増加にともなって減少するものの,ある程度以上になるとそれ以上の窒素酸化物低減は望めないこと,還元剤導入量が少ない場合には,ノズル噴孔数の増加などによる還元剤と窒素酸化物の混合促進により低減効果が改善されることが明かとなった.一方,機関運転条件の影響に関しては,回転速度の増加にともなって窒素酸化物低減効果が若干低下するが,還元剤噴射時期を進角することにより比較的高回転速度においても窒素酸化物低減が可能であること,また,機関負荷に関しては,空気過剰率が3.5付近で低減効果が最大となり,温度が高い低空気過剰率下および酸素濃度が高い高空気過剰率下では効果が低下することが明かとなった.さらに,反応動力学モデルによって,以上の窒素酸化物還元特性を解析した結果,還元剤の最適噴射時期などの前記実験結果に対して妥当な説明を与えることができた.本研究では,酸素残留燃焼場における窒素酸化物超高速還元法の実現を最終目的として,その際に有効な還元剤の模索を行うとともに,適用条件および反応機構の解明を試みた.本年度は,ディ-ゼル機関の膨張行程後期において燃焼室内温度がアンモニアの窒素酸化物還元温度域を経由することに着目し,アンモニア系還元剤水溶液を任意の時期に燃焼室内へ直接噴射することによって,無触媒下において窒素酸化物の急速還元を試みると同時に,その際の窒素酸化物還元過程に対する反応動力学モデルを構築し、実験結果との比較検討を行った.その結果,還元剤として尿素水溶液を用いることにより,排気黒煙および熱効率を悪化させることなく最大で60%の窒素酸化物低減が得られることを確認したが,その際には還元剤の噴射時期が強い支配因子であり,シリンダ内温度が還元温度域に入る膨張行程後半に設定することが肝要であることを明らかにした.また,窒素酸化物は還元剤の増加にともなって減少するものの,ある程度以上になるとそれ以上の窒素酸化物低減は望めないこと,還元剤導入量が少ない場合には,ノズル噴孔数の増加などによる還元剤と窒素酸化物の混合促進により低減効果が改善されることが明かとなった.一方,機関運転条件の影響に関しては,回転速度の増加にともなって窒素酸化物低減効果が若干低下するが,還元剤噴射時期を進角することにより比較的高回転速度においても窒素酸化物低減が可能であること,また,機関負荷に関しては,空気過剰率が3.5付近で低減効果が最大となり,温度が高い低空気過剰率下および酸素濃度が高い高空気過剰率下では効果が低下することが明かとなった.さらに,反応動力学モデルによって,以上の窒素酸化物還元特性を解析した結果,還元剤の最適噴射時期などの前記実験結果に対して妥当な説明を与えることができた.
医療・福祉・健康関連サービスアクセス多様性指標の開発と活用範囲の検討

保健医療介護業、飲食料品小売業および飲食店業について、経済センサス基礎調査における、自治体別の産業小分類別の事業所数に基づき、ShannonおよびSimpsonの方法によるそれぞれの産業分野の事業所ごとの事業活動の多様性指数を算出し、地域の健康指標との関連について分析を行った。保健医療介護業の多様度および飲食店業の多様度は、疾患特異的に地域の死亡率と関連しており、それらの健康決定要因としての有用性が確認された。医療・保健・介護・福祉事業所および医薬品小売店、飲食店、飲食料品小売店、スポーツ施設および公園、スポーツ用品小売店について、日本標準産業分類の小項目ごとの事業所数より、日本全国の市区町村ごとに、シンプソンおよびシャノンの多様性指数を算出した。シンプソンおよびシャノンの多様性指数の間には強い相関(r>0.9)があった。一方、異なる業種の多様性指数間の相関は弱かった。市区町村ごとに、住民の特性(性別、年齢、婚姻状況、所得、雇用状況、教育歴)別の人口を推定し、シンプソンおよびシャノンの多様性指数を算出した。多様性指数の地理的分布をGISにより図示した。大都市近郊で多様性指数が高い傾向にあった。また、多様性指数の低い地域の地理的集積が確認された。6064歳、6569歳、7074歳の男女について、市区町村別の死亡率(虚血性心疾患、悪性新生物、脳血管疾患)と飲食店、飲食料品小売店のシャノン多様性指数との関連性を分析した。シャノン多様性指数が高い地域では、虚血性心疾患死亡率が一貫して低かった。地域の婚姻状況、平均所得、雇用状況、多様性指数の算出に用いた各業種別事業所密度で調整後の回帰係数は以下の通りであった:飲食店について、男性6064歳ー42(p<0.001)、6569歳ー23(p=0.005)、7074歳ー47(p<0.001)、女性6064歳ー48(p<0.001)、6569歳ー40(p<0.001)、7074歳ー23(p=0.001)、飲食料品小売店について、男性6064歳ー29(p=0.008)、6569歳ー34(p=0.014)、7074歳ー56(p=0.004)、女性6064歳ー26(p<0.001)、6569歳ー34(p<0.001)、7074歳ー32(p=0.010)。医療・福祉・健康関連施設として、飲食料品小売業、医薬品・化粧品小売業、飲食店、スポーツ施設提供業、公園、老人福祉・介護事業、医療業について、日本標準産業分類の小項目ごとの事業所数を、経済センサス(平成21年)および事業所・企業統計調査(平成11・13・16・18年)データより収集し、生態学および情報学分野で確立されたシンプソンおよびシャノンの方法による多様性指数を、日本全国の市区町村ごとに算出した。飲食料品小売業および飲食店についてシンプソンおよびシャノンの多様性指数の間には強い相関(r>0.9)を認めた。一方、異なる業種に関する多様性指数の間の相関は弱かった。国勢調査(平成17・22年)に基づき、市区町村ごとに、住民の特性(性別、年齢、婚姻状況、所得、雇用状況、教育歴)別の人口を推定し、シンプソンおよびシャノンの多様性指数を算出した。選択死因分類に関して、人口動態調査(平成1121年)に基づき、064歳、6569歳、7074歳の男女における市区町村別の死亡率を算出し、飲食料品小売業および飲食店に関するシンプソンおよびシャノンの多様性指数との関連性を線形回帰モデルにより分析した。粗分析では、全年齢階級および男女において一貫して関連する指標は認められなかった。健康ニーズの多様性の増加に対してサービスアクセスの多様性の向上は対応策の一つであるが、その目標の設定と評価方法の確立は今後の研究課題である。(1)医療・福祉・健康関連施設GISデータベースの作成:一般飲食店、遊興飲食店、飲食料品小売業、医薬品・化粧品小売業、教育・学習支援業、娯楽業、医療業、保健衛生および社会保険・社会福祉・介護事業について、事業所の数と事業所ごとの従業員数に関するデータを日本の公的統計より収集し、地理情報と連結させた。異なる年次のデータを対応させるため、含まれる内容が等しくなる最小の分類項目について集計した。(2)人口・社会・経済GISデータベースの作成:性別、年齢、世帯構成、婚姻・就業・学歴の状況の各区分について人数を、また地方財政に関する指数を、複数の年次について、集計単位区ごとに日本の公的統計より収集し、地図情報と連結させた。

(3)医療・福祉・健康関連施設多様性指数の算出:上記の2つのデータベースを結合し、医療施設、福祉施設、小売業および飲食店について、それぞれの分類項目ごと、さらにそれらをすべて含め、複数の多様性指数を算出した。多様性指数は、理工学・生物分野で代表的な計算方式に基づき、複数作成した。これらの多様性指数は地方財政と正に相関しており、地域の経済活動の指標の一つであると考えられた。(4)人口の社会的多様性指数の算出:性別、年齢、世帯構成、婚姻・就業・学歴の状況について、それぞれの項目ごと、さらにそれらをすべて含め、複数の多様性指数を算出した。(5)医療・福祉・健康関連サービスアクセス多様性指数の算出:医療・福祉・健康関連施設多様性指数と人口の社会的多様性指数より、医療・福祉・健康関連サービスアクセス多様性指数を算出した。指数の値は、地域ごとに異なっており、地域の特性に関する新しい指数の候補と考えられた。医療・福祉・健康関連サービスアクセス多様性指標について、複数の候補の算出を完了し、これらの指標と地域の健康指標との関連について分析を行い、保健医療分野での有用性を評価する基となるデータを得ることができ、研究期間内に、目的とする成果を得られると判断したため。医療・福祉・健康関連サービスアクセス多様性指標について、複数の候補の算出を完了した。これらの候補に関する評価作業は、その一部をすでに開始し、新たな知見も得られた。予定期間内に、研究の目的に関して研究成果を明らかにできると判断したため。地域の疾病別死亡率と医療・福祉・健康関連事業所の多様性指数との関連性について、地域住民の特性における多様性もさらに考慮して回帰分析を行い、住民の多様性と事業所の多様性の相互関連性を評価する。さらに、生活習慣と医療・福祉・健康関連サービスアクセス多様性指数との関連性についても調査・分析を行う。(1)医療・福祉・健康関連サービスアクセス多様性指数と年齢階級別死亡率との関係の評価将来の年齢調整死亡率と現在の医療・福祉・健康関連サービスアクセス多様性指数との関連性について回帰分析を行う。分析の単位は市町村とする。また、地域の人口、社会、経済指標について調整を行う。それぞれの死因は、異なる原因と関連していると考えられるため、分析も死因別に行う。(2)生活習慣病リスクに注目したサービスアクセス多様性指数の開発死因別死亡率との関連の機序についてより詳細な検討を行うため、死亡の原因となる生活習慣と医療・福祉・健康関連サービスアクセス多様性指数との関連性についても調査する予定である。今後の研究の推進方策について、データ分析と成果の公表に関して、必要な物品費、旅費および人件費・謝金に充てる。当初の研究計画の順番を変え、医療・福祉・健康関連サービスアクセス多様性指数と年齢階級別死亡率との関係についての分析を計画より先行して実施し、生活習慣病リスクに関する調査を後としたため、調査用の研究費を次年度に使用する予定の研究費として残した。明確な研究成果をデータ分析により示せる目途がつき、その結果を調査に反映させることにより、より詳細な検討が実施できると考え、研究方法の順番を変えた。
身体知覚の時空間的適応性の神経機序

本研究は,独自の心理物理学的発見に基づき,ヒトの身体知覚の時空的適応性の神経機序を探究した.機能的磁気共鳴画像法により,両手間の時間順序判断における確率論的最適化に関連する脳部位の候補を検出した.そして脳波によって関連脳部位候補の活動時間帯を推定し,経頭蓋磁気刺激による機能阻害実験を行った.これらの一連の脳機能計測の結果,事前の経験に応じて身体部位間の時間順序の判断精度を向上することに関与している脳部位が示された.心理物理学的研究では,知覚の時空間的相対性を表すKappa効果が触覚判断課題と運動再生課題では正反対の作用として生じることを明らかにするなどの新たな知見を得た.心理物理学的測定では,確率論的最適化のために必要となる不確定性の知覚機序を探究するなかで,2次元パタンの乱雑さの知覚に順応(パタンランダムネス残効)が生じることを発見した(Yamada, Kawabe, Miyazaki. 2013 Sci Rep).さらに,パタンランダムネス残効が方位依存性を有する一方で,輝度極性の影響は受けないことを明らかにし,従来の生理学的データと理論モデルに基づき,外側後頭複合体がパタンの乱雑さの処理に関与しているという仮説も得た.経頭蓋磁気刺激(TMS)による阻害実験では,昨年度までの測定を継続し,データの拡充を進めた(N = 16).その結果,右の背側運動前野(PMd)にTMSした場合に事前情報の過剰利用が生じることが認められた(竹内,関口,宮崎2014,日本神経科学大会; Takeuchi, Sekiguchi, Miyazaki. 2014, IOP).さらに,その事前情報の過剰利用の背景機序を考察するため,ベイズ統合モデルをTMS効果の分析に応用した.その結果,右のPMdにTMSを行ったときには,感覚情報と事前情報の最適統合が成立しなくなっていたことが明らかとなった(Miyazaki et al. 2014, Soc Nerosci).この結果から,右のPMdが体性感覚の時間順序判断のベイズ統合の生成に関与しているという結論が得られた.神経生理学的研究では,両手間の触覚刺激の時間順序判断(TOJ)と同時性判断(SJ)の関連脳部位の違いを明らかにした論文を刊行した(Miyazaki et al. 2016, Sci Rep).従来の心理物理学的研究により,両手を左右に交差してTOJを行うと,主観的時間順序の逆転が生じることが知られており,この現象を利用して,道具の把持に伴って身体表象が拡張していることが示されている(Yamamoto & Kitazawa. 2001).一方,両手交差はSJには全く影響しない(Fujisaki & Nishida. 2009).本研究の結果,TOJ > SJの対比では,左側の腹側運動前野と後頭頂野,両側の背側運動前野と視床に有意に強い脳活動が検出された.統計閾値を緩和すると小脳にも強い活動が検出された.一方,SJ >TOJの対比で活動が強まった脳部位は島皮質後部のみであった.また,本研究により特定されたTOJ特有の脳領域が,本来,運動制御を担う部位であったことなどから, TOJを利用した外傷中の技能リハビリの可能性等,本成果に基づく医用提言が新聞等で報道された(17.備考参照).本研究は,独自の心理物理学的発見に基づき,ヒトの身体知覚の時空的適応性の神経機序を探究した.機能的磁気共鳴画像法により,両手間の時間順序判断における確率論的最適化に関連する脳部位の候補を検出した.そして脳波によって関連脳部位候補の活動時間帯を推定し,経頭蓋磁気刺激による機能阻害実験を行った.これらの一連の脳機能計測の結果,事前の経験に応じて身体部位間の時間順序の判断精度を向上することに関与している脳部位が示された.心理物理学的研究では,知覚の時空間的相対性を表すKappa効果が触覚判断課題と運動再生課題では正反対の作用として生じることを明らかにするなどの新たな知見を得た.神経生理学的測定では,本研究計画の軸の一つである身体時間知覚の確率論的最適化に関与する脳部位の特定に向けて大きな進展が得られたのに加えて,心理物理学的測定では,パタンランダムネス残効という新たな現象を発見するという当初計画を越える成果も得られたため.本研究計画は,1)体性時間情報の確率論的最適化,2)体性感覚の空間的適応性の神経機序の探究を軸としているが,そのうち1)について結論を得るに至っている.即ち,研究期間4年のうちの2年目完了時点で全期間目標の半分をおおむね達成できている.27年度が最終年度であるため、記入しない。身体教育学(脳高次機能学),認知神経科学,心理物理学fMRIによる研究では,体性感覚刺激以外のモダリティを用いた課題を用いた測定も行い,ベイズ推定の関連脳部位候補の広汎性の検証を進める.また,DARTEL等の新たな解析法の導入による関連脳部位候補の検出精度の向上を試みる.

TMSによる研究では,これまでに得てきた身体時間知覚の最適化に関するデータの拡充と理論モデルの応用を進める. EEGによる研究では,これまでに得てきたデータの更なる精査を中心に進める.加えて,本研究の指針となる心理物理学的知見の拡充,および神経生理学的測定中に被験者が行う課題の開発・洗練化を進める.特にfMRIおよびTMSよる研究における関連脳活動の検出精度の向上と仮説検証の堅牢化を目的とした心理物理学的課題のカスタマイズ作業を進める.また,心理物理学的研究の推進にあたっては,事前の計画や既存の現象のみにとらわれることなく探索的手法も採用し,新たな現象の発見も目指す.fMRIによる研究では,体性感覚の時間的処理と空間的処理に関連する脳部位の差違と共通性を同定するための実験を進める.また既存のデータについても,Psycho-Physiologic Interaction (PPI) analysis等の関連部位間の連関を調べる解析法の導入を試みる. EEGおよびTMSによる研究では,fMRI測定の進展に合わせて,新たな実験の準備を進める.また,TMSによる研究については,これまでに得てきた身体時間知覚の最適化に関するデータ解析とモデル検証を更に進める.以上に加えて,経頭蓋直流刺激(tDCS)による研究を開始し,体性感覚の時空間的錯覚へのtDCSの影響の検証を開始したい.さらに,本研究の指針となる心理物理学的知見の拡充と,神経生理学的測定中に被験者が行う課題の開発・洗練化を進める.特にfMRIおよびEEGよる研究で関連脳活動の検出精度の向上と仮説検証の堅牢化を目的とした心理物理学的課題のカスタマイズ作業を進める.また,心理物理学的研究では,事前の計画や既存の現象のみにとらわれることなく探索的手法も採用し,新たな現象の発見も目指す.27年度が最終年度であるため、記入しない。1科学新聞平成28年4月22日4面,2静岡新聞平成28年4月13日朝刊30面,3Yahooニュース平成28年4月13日配信,4上毛新聞平成28年4月12日朝刊22面,5マイナビニュース平成28年4月11日配信,6NHK高知平成28年4月11日こうちいちばん,ニュース845こうち放送
アミノ酸トランスポーターSLC15A3によるマクロファージの新規活性化機構の解明

アミノ酸トランスポーターSLC15A3が免疫疾患の病態形成とマクロファージの機能分化に果たす役割を明らかにすることを目的として、SLC15A3欠損マウスを用いてマクロファージ関連自己免疫疾患である多発性硬化症のマウスモデルEAE(Experimental AutoimmuneEncephalomyelitis)について病態の検討を行った。その結果、SLC15A3欠損マウスでは同腹子の野生型マウスに比べ発症が少し早い傾向が認められた。しかしながら臨床スコアの重症度では野生型とSLC15A3欠損マウスの間で差異は認められなかった。EAEにおいてその病態形成にマクロファージの活性化が重要なため、in vitroの系においてSLC15A3欠損がマクロファージの分化へ及ぼす影響についても検討を行った。野生型マウスとSLC15A3欠損マウスの骨髄細胞をM-CSFまたはGM-CSFで7日間培養し、マクロファージを誘導した。CD11bやF4/80、MHC class2、CD86といったマクロファージの表面マーカーの発現量は野生型と欠損型でほぼ同等であったことから、マクロファージへの分化は正常だと考えられた。骨髄から誘導したマクロファージをIL-4でM2マクロファージへ誘導したところ、野生型マクロファージにおいてSLC15A3の発現量はあまり変動がないもののSLC15A3欠損マクロファージではArg1やMrc1といったM2マーカーの発現の減弱がみられた。一方でマクロファージにLPSやCpGを投与しM1マクロファージへ誘導したところ、SLC15A3欠損マクロファージにおいてTNFやIL-6といったサイトカインの産生量の増加が見られたことから、SLC15A3はマクロファージの炎症応答において抑制的に働いているものと考えられる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。アミノ酸トランスポーターSLC15A3が免疫疾患の病態形成とマクロファージの機能分化に果たす役割を明らかにすることを目的として、SLC15A3欠損マウスを用いてマクロファージ関連自己免疫疾患である多発性硬化症のマウスモデルEAE(Experimental Autoimmune Encephalomyelitis)について病態の検討を行った。本研究の目的は免疫疾患の病態形成におけるアミノ酸トランスポーターSLC15A3の機能を明らかにし、SLC15A3を免疫疾患の治療標的としての検討を行うことである。予備検討においてSLC15A3欠損マクロファージでは野生型に比べ活性化マーカーの上昇が低かったことから、マクロファージが抗原提示細胞、エフェクター細胞として機能するEAEモデルでは、SLC15A3欠損マウスでは野生型に比べ症状が緩和するものと予想していた。しかし、予想とは異なりSLC15A3欠損マウスでは同腹子の野生型に比べ発症が早く、また臨床スコアの重症度は差異が認められなかった。そのため現在はEAEモデルでのSLC15A3の機能を解析しつつ、他の炎症性自己免疫疾患モデルを用いてSLC15A3が治療標的と成り得るのか検討を行っている。

骨髄から誘導したマクロファージをIL-4でM2マクロファージへ誘導したところ、野生型マクロファージにおいてSLC15A3の発現量はあまり変動がないもののSLC15A3欠損マクロファージではArg1やMrc1といったM2マーカーの発現の減弱がみられた。一方でマクロファージにLPSやCpGを投与しM1マクロファージへ誘導したところ、SLC15A3欠損マクロファージにおいてTNFやIL-6といったサイトカインの産生量の増加が見られたことから、SLC15A3はマクロファージの炎症応答において抑制的に働いているものと考えられる。EAEモデルの他にもマクロファージの関与する疾患モデルを用いてSLC15A3が病態形成に寄与するモデルを探索していく。そのうちの一つとしてII型コラーゲン誘導型関節炎モデルでの検討を予定している。野生型及びSLC15A3欠損マウスをII型コラーゲンとCFAで免疫し、関節炎を誘導する。関節炎の発症率、関節炎スコア、血清TNF濃度などで差が見られるか検討する。SLC15A3欠損マウスと野生型で病態に有意な差が見られた場合は浸潤細胞、特にマクロファージに着目しTNFやIL-1bの産生量の解析を行い、SLC15A3がどのようにして病態形成に関与しているか検討していく。また、他の炎症性自己免疫疾患のモデルとして、プリスタン誘導性SLEモデルも予定している。SLEモデルではTLR7を介したIFNの産生が病態形成に重要だと言われており、SLC15A3はTLR7と同じくライソゾーム上に発現すること、SLC15A3はNF-kB依存的に発現上昇することが報告されており、TLR7で活性化したマクロファージにおいてSLC15A3の発現の上昇することが推察される。SLC15A3欠損マウスと野生型マウスにプリスタンを腹腔投与し、自己抗体の抗体価や尿蛋白量を比較し、差異が認められた場合はB細胞や抗原提示細胞、マクロファージや樹状細胞に着目し、SLEにおけるSLC15A3の機能を解明していく。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
グラフェンエレクトロニクス実現を加速するＳｉ基板上エピグラフェンの革新的高品質化

Si基板上に成長させた立方晶SiC薄膜(3C-SiC)にエピタキシャルグラフェンを形成するグラフェン・オン・シリコン(GOS)を用いたデバイスを実用化するため、グラフェンのグレインサイズを制限する主要因の一つである3C-SiC中の結晶欠陥を低減した。まず、3C-SiC中における面欠陥の構造とその発生機構を解明し、3C-SiCエピタキシャル膜厚と欠陥密度の関係をモンテカルロ計算により定量的に算出した。次いで、3C-SiC表面に露出する欠陥密度を低減に導くための欠陥配置を考案し、その効果をSi基板上の3C-SiCエピタキシャル成長によって検証した。本研究は申請者らが開発した、Si基板上に成長させた立方晶SiC薄膜(3C-SiC)にエピタキシャルグラフェンを形成するグラフェン・オン・シリコン(GOS)技術の一層の向上をめざし、(I)3C-SiC薄膜の革新的品質向上を通してグラフェンのグレインサイズの増大及び3C-SiC薄膜の高抵抗化を同時に図り、(II)GOSを用いた電界ドープ・グラフェンデバイスを実証するものである。初年度の平成25年度は上記(I)に注力した。まずGOS構造の断面TEM像観察を行い、(1)基板SiCの積層欠陥(SF)と表面粗さがグラフェンドメインサイズの制限要因になり得ること、(2)SiC表面は研磨によって平坦化できるが、大気圧Ar雰囲気下で1550°C5分の加熱処理を行えば薄膜状態でも平滑化が可能であること、(3)SFの起点はSiCとSi(111)基板との界面に局在する段差であること、を見出した。次に、SiC/Si(111)界面の荒れは基板Siの外方拡散に由来することを認識し、(4)炭素とSiとの固相反応を用いた高過飽和度下でのSiC多核成長による界面平坦化を試みた。基板の昇温速度が低いとSiC核形成に先んじてSiが外方拡散することを見出し、急速昇温による優位性を確認した。さらに、(5)特定すべり面上にのみSFを優先して拡大することにより、他のすべり面上でのSF密度を低減できることをシミュレーションによって明らかにし、(6)実際に微傾斜Si(111)基板上にSiCのヘテロエピタキシャル成長を行って、傾斜方位に対応した特定のすべり面上にSFを集中できることを実証した。3C-SiC薄膜の革新的品質向上を目指し、平成26年度は3C-SiC/Si界面から発生する積層欠陥(SF)解消に注力した。3C-SiC/Si(111)界面のステップ端から発生するショックレー型部分転位(SDL)を抑制するため、アセチレン分圧(PC2H2)と昇温速度の調整をおこないつつ炭化条件の最適化を図った。P_C2H2を2Pa以上としつつ65K/min以上の昇温速度にて炭化処理を施すことにより1nm以下の中心線平均粗さを有する3C-SiC/Si界面(111)が形成できることを見出した。これと平行し、C-core部分転位の活性化エネルギー(分子動力学より算出)を反映したSF面内分布のシミュレーションにより、3C-SiC(111)面において100μm以上の厚膜SiC成長を行えば、10/cm以下のSF密度面を得ることができることを明らかにした。この厚膜SiC成長を実現するため、SiC成長速度の律速要因(表面の滞留層によるprecursor拡散の妨害)を解消すべく、基板の高速回転機構を作製し、目標値である回転速度(1000rpm)を達成した。平成27年度は、Si(111)基板上3C-SiCヘテロエピタキシャル膜の欠陥と応力低減に注力した。エピタキシャル成長中の反応前駆体組成をSiリッチにすることでグラフェン形成に適した平滑表面が得られることは判明しているが、本研究では敢えてCリッチな反応前駆体組成にすることで欠陥密度と応力の低減を試みた。なぜならば、平滑な(111)表面においては、これと平行な結晶面内に拡張すべきショックレー型部分転位(SDL)が導入されず、3C-SiC/Si界面のせん断応力緩和機構が不全となるためである。さらに、(111)面内のSDLの不在は{-111}面におけるSDLの拡張を優先させ、3C-SiC(111)表面に露出する積層欠陥(SF)密度を増加させてしまう。そこで本研究では3C-

SiCの原料であるモノメチルシラン(MMS)にアセチレン(C2H2)を添加することにより、Si面の成長速度をC面よりも増加させ、3C-SiC表面に{-111}ファセットを形成した。形成されたファセットを起点として(111)面内にSDLが導入され、せん断応力の緩和と{-111}面内のSF密度低減(<1200本/cm)が実現された。次いで、最終的に得られる3C-SiC表面を平滑化するため、常圧水素雰囲気中における低温水素処理(500°C、300分、100%水素雰囲気)を施し、算術平均粗さ(Ra)で1nm以下の平滑表面が得られることを実証した。Si基板上に成長させた立方晶SiC薄膜(3C-SiC)にエピタキシャルグラフェンを形成するグラフェン・オン・シリコン(GOS)を用いたデバイスを実用化するため、グラフェンのグレインサイズを制限する主要因の一つである3C-SiC中の結晶欠陥を低減した。まず、3C-SiC中における面欠陥の構造とその発生機構を解明し、3C-SiCエピタキシャル膜厚と欠陥密度の関係をモンテカルロ計算により定量的に算出した。次いで、3C-SiC表面に露出する欠陥密度を低減に導くための欠陥配置を考案し、その効果をSi基板上の3C-SiCエピタキシャル成長によって検証した。3C-SiC薄膜の革新的品質向上を目指し、平成26年度は3C-SiC/Si界面から発生するSF解消に注力した。当初は固相炭化によるSF解消を予定していたが、C源の均一塗布や膜剥がれなどの問題が発生したため、あらためて気相炭化に切り替えて界面平坦化を検討した結果、目標値である1nm以下の中心線平均粗さが達成できた。一方、SiCへの不連続領域形成によるマイクロチャネルエピタキシーと横方向成長(ELO)の検討も行ったが、エピ成長に至るまでの昇温過程において、SiC不連続領域にエッチピットが発生し、これが結晶の異常成長をもたらすことが判明し、この適用を断念した。この結果を受けて、炭化表面上への3C-SiCの2次元核形成を応用した“spontaneous channel epitaxy"(SCE)を採用することとし、マイクロチャネルエピタキシーと同様のSF低減効果を狙うことにした。SF分布のシミュレーションにより、3C-SiC(111)面において100μm以上の厚膜SiC成長を行えば、10/cm以下のSF密度が達成できることが明らかとなった。この厚膜SiC成長を実現するため、SiC成長速度の律速要因(表面の滞留層によるprecursor拡散の妨害)を解消すべく回転機構(1000rpm)を作製し、高速エピタキシャル成長実験の準備を整えた。以上から平成26年度はおおむね順調な進展であると考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。半導体薄膜工学1格子不整合に由来するSF解消ーSFの無い半整合界面を形成するため、3C-SiC/Si(111)界面を平坦化し、転位を不動化する。(111)界面の平坦性を保ちつつ3C-SiCをエピタキシャル成長することでSFを解消する。次いで、低温水素処理により中心線平均粗さを0.2nm以下まで低減してステップ間隔と配向方位の統一を図る。2マイクロチャネルエピによるSFの解消ーSDLを不動化するため、エピ成長中にprecursorの過飽和度を一時的に増加させ、homogeneous nucleationによる3C-
戦略的業績評価システムにおける因果的な指標間関係の複雑さに関する研究

本研究は,業績評価指標間の因果的な関係の構造的特性から規定される複雑さが,戦略的業績評価システムにおける組織成員の判断や意思決定にどのような影響を及ぼすのかを解明することを目的とする。具体的には,戦略伝達,業績評価,資源配分意思決定,指標の妥当性検証という,戦略的業績評価システムの一連のマネジメント過程にて重要な4つの局面に焦点を合わせる。そして,これらの局面での,戦略の策定・実行の最終責任者である上位者,主に戦略実行に携わる下位者,戦略に関する統計分析を行うデータ・アナリストという役割の異なる三者の判断や意思決定を取り上げる。
カルボランを基盤とする有機エレクトロニクス材料創出

カルボランは、材料化学から医療分野まで幅広く用いられているが、有機電子光学材料としての応用を指向した研究例は皆無に等しい。本研究では、カルボランを鍵骨格として用い、従前にない機能を有する材料を開発することを目的として検討を行い以下の成果を得た。1オリゴフェニレンとカルボラン骨格を組み合わせ、オリゴフェニレンへの平面性と、深いHOMO/LUMO準位を付与することに成功した。2カルボランユニットを主鎖骨格に有する新規共役系ポリマーの合成に成功した。本化合物は高輝度で発光した。3カルボランのC1炭素とB9,B12ホウ素に発光団を置換した。その結果、他の足場骨格では実現困難な発光色制御を達成した。正二十面体ホウ素クラスター「カルボラン:C2B10H12」は、耐熱性高分子など材料化学の分野から、ホウ素中性子捕捉療法など医療分野まで幅広く実用化されているが、有機エレクトロニクス材料としての応用を指向した研究例は皆無に等しい。そこで本研究では、カルボラン類の強い電子求引性、およびビアリール類を平面に固定化できることに着目し、ビフェニルやターフェニルを縮環させた新規電子求引性共役系分子を合成するとともに、それらの諸物性を明らかにした。また本研究では、カルボランの9位と12位に位置するホウ素原子にπ共役系骨格を置換した全く新しいタイプの共役系分子の合成にも成功した。その結果、1位と2位の炭素に置換したπ共役系がカルボランによって電子不足となるのに対し、9位と12位のホウ素に置換したπ共役系は緩やかに電子が供給され、結果として電子が比較的豊富な共役系となることが分かった。発光特性も1位2位置換化合物と異なり、9位12位置換化合物は溶液中において強く発光することが分かった。これを利用して、25年度はさらに1位・9位・12位の三カ所にπ共役系を置換した三官能性カルボラン化合物の合成にも成功した。溶液と固体状態においてその発光色をコントロールできることを明らかにし、凝集状態を変えることで発光色を青色からオレンジ色へと制御できることを見出した。その途中において、高輝度白色発光を発現することにも成功した。そこで本研究では、カルボラン類の強い電子求引性に着目し、π電子豊富なビチオフェンと組み合わせることにより、両者の長所を兼ね備えた全く新しいタイプの共役系分子「ジチエノベンゾカルボラン」の実用的合成法開発に成功するとともに、以下の特徴を明らかにした。・ビチオフェン部位はcisoidに固定され、ほぼ完全なπ共役平面性を有する・ビチオフェン部位とカルボラン部位に摂動は無く、カルボランの電子求引性誘起効果によりビチオフェンは電子不足状態である・ビチオフェン骨格の官能基化、官能基変換が容易に行えるまた本研究では、ベンゾカルボランを基盤とする有機エレクトロニクス材料創出に向け検討を重ねた。すなわち、ジチエノベンゾカルボランのチオフェン環の2位は官能基の導入が容易であるため、ここに簡便な手法でハロゲンを導入することに成功した。これを鍵モノマーとして用い、様々な二官能性π共役系化合物(例えばビチオフェン)と共重合させることで、ジチエノベンゾカルボラン含有共役系高分子を合成した。さらに、カルボラン骨格の9,12位ホウ素部位へ共役系化合物を導入することにも成功した。この場合、カルボラン骨格は電子供与性基として振る舞い、高い蛍光量子収率で発光することを明らかにした。目的とするカルボラン含有共役系高分子の合成に成功し、その諸物性を明らかにすると同時に有機エレクトロニクス材料(今回は高輝度発光性素子)としての応用の可能性を示唆する結果を得たため。引き続き、開発したカルボラン含有モノマーと、種々のコモノマーを組み合わせることにより、カルボラン含有共役系高分子の合成を試みる。特に、トランジスタ材料または光電変換素子としての応用を指向した高分子の合成を試みる。該当なし
細胞の増殖制御および癌細胞の分化における情報伝達系のクロストーク機構に関する研究

本研究では、白血病細胞の分化誘導に於ける情報伝達系のクロストーク機構を明らかにする目的で、種々の分化誘導剤がヒト白血病細胞の情報伝達系、癌遺伝子の発現、細胞周期に与える影響を調べ、分化誘導剤を二つのグループに大別した。第一のグループは、レチノイン酸やダイゼイン等で、これらは細胞周期のG1期からの移行を阻害した。プロテインキナーゼAおよびプロテインキナーゼCの活性を増加させ、カゼインキナーゼ2の活性を減少させた。しかし、cdc2活性には変化を与えなかった。第二のグループは、カンプトテシンやVP16等のトポイソメラーゼの阻害剤やブファリンで、これらは細胞周期のG2/M期からの移行を阻害した。プロテインキナーゼに対しても、第2のグループは第1のグループとは異なった作用を示し、プロテインキナーゼAおよびプロテインキナーゼCの活性を減少させ、cdc2活性を上昇させたが、カゼインキナーゼ2の活性には変化を与えなかった。癌遺伝子であるc-mycに対しては両グループ共にその発現を減少させた。従って、白血病の分化誘導には少なくても二つの情報伝達系があることが明かとなった。種々のヒト白血病細胞に対し、第一のグループの誘導剤と第二のグループの誘導剤で処理すると分化誘導作用の相乗効果が見られることから、第一のグループによる情報伝達系と第二のグループによる情報伝達系はクロストークしていることが示唆された。
がん告知後から遺族に至るまでの家族ケアシステムの構築

本研究の目的は、がん告知を受けた家族への告知の段階から再発・緩和的治療の時期における支援体制の現状を多角的に把握し、がん告知を含めた診断期から治療期、そして終末期、さらには遺族に至るまでの一貫したがん患者の家族ケアシステムの構築を検討することである。がん告知後から段階的に現状を多角的にとらえ、がん患者の家族ケアシステムを構築するうえで基礎的データを収集する目的で、平成29年度からの調査を継続した。調査目的は、がん告知に関わる外来看護師を対象に、告知・再発・緩和的治療の時期における看護支援の実態と具体的内容を質問紙調査により量的・質的両側面から明らかにすることであった。群馬県内及び関東圏内のがん診療連携拠点病院99施設に調査依頼を行い、31施設から調査協力の同意を得た。調査協力同意施設の外来看護師に、調査を依頼し53名から調査用紙への回答を得た。データ収集項目は、1対象者属性、2がん告知から初期・再発・緩和的治療の時期の家族への看護支援の取り組み概要、3外来看護経験における告知から緩和的治療における各時期の具体的支援内容、4各時期における看護支援上の困難や悩み、5今後の課題についてであった。現在、調査結果を質的分析中の段階である。本研究は、がん告知後から段階的に告知の患者家族における看護支援の現状を多角的にとらえ、がん患者の家族ケアシステムの構築を検討するうえで3つの調査を設定し、平成29年度末から調査を開始した。学部教育における教員体制の人数が平成29年度後期平成30年度後期まで不足した状態において、本務である演習や実習指導、大学院生指導への時間の確保を優先した。このような教員体制において平成29年度の研究倫理審査手続きの段階から研究スタートが遅れたことが、研究の進捗状況に影響を及ぼしている。2019年度(令和元年)以降、看護師や患者家族を対象に質的調査・実施に取り組む予定とする。本研究課題の特徴は、がん告知を受けた家族への初期の段階から再発・緩和的治療の時期における支援体制の現状を、ケアを提供する側と受ける側、および質的量的側面から多角的に状況を把握し、がん告知から緩和的治療期までの一貫したがん患者の家族ケアシステムの構築に向けた基礎資料を得ることにある。2019年度以降、1専門的資格を有する看護師を対象に、今後のがん患者の家族支援の発展と方向性における考え方、2がん患者家族を対象に、告知初期における家族の心理状況及び支援のニーズについて、面接調査を計画する。なお、倫理審査への手続き・承認を得て調査を実施予定とする。がん告知後から段階的に現状を多角的に捉え、がん患者の家族ケアシステムの構築を検討する上で3つの調査を設定し、平成29年度は、調査1を実施した。調査1の目的は、がん告知に関わる外来看護師を対象に、告知・再発・緩和的治療の時期における看護支援の実際と具体的内容・問題状況を質問紙調査により量的・質的側面から明らかにし、がん患者の家族ケアシステムの構築に向けた基礎資料とすることである。調査準備として調査1に関する研究計画書の再検討及び、文献検討により質問紙調査項目の設定や依頼文書等を作成した。また、群馬県立県民健康科学大学倫理審査委員会への研究計画書類の申請・承認を得て、調査を開始した。群馬県内及び関東圏内のがん診療連携拠点病院99施設に調査依頼を行った。同意が得られたがん診療連携拠点病院31施設の看護部長宛に、対象選定条件を満たした外来看護師35名を対象に依頼文書及び調査用紙の配付を依頼した。調査用紙は無記名とし、研究代表者宛に回答者による個別郵送法での回収とし、現在調査中である。データ収集後、内容分析を参考に、告知後初期・再発・緩和的治療の時期毎に家族支援に対する考えや行動、問題や困難、今後への課題の視点について、記述内容から抽出し、コード化・カテゴリ化を行う予定である。本研究は、がん告知後から段階的に現状を多角的に捉え、がん患者の家族ケアシステムの構築を検討する上で3つの調査を設定し、平成29年度に調査1を開始した。教員人数の不足に伴い本務である演習や実習指導への時間の確保を優先したことにより、研究倫理審査手続き等の準備段階が遅れたことが要因である。平成30年度31年度に調査2、調査3へと研究を進めていく予定とする。

データ収集項目は、1対象者属性、2がん告知から初期・再発・緩和的治療の時期の家族への看護支援の取り組み概要、3外来看護経験における告知から緩和的治療における各時期の具体的支援内容、4各時期における看護支援上の困難や悩み、5今後の課題についてであった。現在、調査結果を質的分析中の段階である。本研究は、がん告知後から段階的に告知の患者家族における看護支援の現状を多角的にとらえ、がん患者の家族ケアシステムの構築を検討するうえで3つの調査を設定し、平成29年度末から調査を開始した。学部教育における教員体制の人数が平成29年度後期平成30年度後期まで不足した状態において、本務である演習や実習指導、大学院生指導への時間の確保を優先した。このような教員体制において平成29年度の研究倫理審査手続きの段階から研究スタートが遅れたことが、研究の進捗状況に影響を及ぼしている。2019年度(令和元年)以降、看護師や患者家族を対象に質的調査・実施に取り組む予定とする。本研究課題の特徴は、がん告知を受けた家族への初期の段階から再発・緩和的治療の時期における支援体制の現状を、ケアを受ける側と提供する側、及び質量の側面から多角的に把握し、がん告知から緩和的治療期までの一貫したがん患者の家族ケアシステムの構築に向けた基礎資料とする点である。がん医療の始まりである告知においては、患者のみならずその家族もケアの対象であること、患者・家族ともに心理的負担の増大する時期が告知直後と初期であること、再発や緩和的治療の時期の情報入手・認識が医療に対する否定的感情の一要因になることを踏まえ、平成30年度以降、1専門的資格を有する看護師が今後のがん患者の家族ケアの発展の必要性をどのように捉えているのか、2告知の初期に家族がどのような心理的状況にあるのか、どのような支援を求めているのを明らかにする必要がある。しかし、がん患者の家族を対象にする調査においては、倫理審査での承認を得ることがかなり厳しい状況であることから、研究倫理の原則や倫理的配慮の観点から調査への手続きを慎重に行うこととする。本研究課題の特徴は、がん告知を受けた家族への初期の段階から再発・緩和的治療の時期における支援体制の現状を、ケアを提供する側と受ける側、および質的量的側面から多角的に状況を把握し、がん告知から緩和的治療期までの一貫したがん患者の家族ケアシステムの構築に向けた基礎資料を得ることにある。2019年度以降、1専門的資格を有する看護師を対象に、今後のがん患者の家族支援の発展と方向性における考え方、2がん患者家族を対象に、告知初期における家族の心理状況及び支援のニーズについて、面接調査を計画する。なお、倫理審査への手続き・承認を得て調査を実施予定とする。台風の影響にて、研修会が中止となったことや、購入物品が予定価格より安価であったことなどにより、使用額が減額され翌年度に繰り越しとなった。次年度は、面接調査等により旅費や調査協力等への謝金、学会参加費、物品購入等に助成金を使用予定とする。購入物品が予定価格よりも安価であったことや、学事等により学会開催日程と調整が図れず不参加であったこと、面接調査を次年度予定に変更したことなどから使用額が減額され、翌年度に繰り越しとなった。次年度は、面接調査旅費や対象者への謝金、学会参加費や旅費、物品購入費として使用予定とする。
UHF帯TV放送波を用いたヒト検知システムの高性能化に関する研究

本研究ではTV放送波を用いたヒト検知システムを高性能化することを目的として,様々なヒトの動きに対する検知確率の向上と地上TV放送のディジタル化への対応を主要課題として取り組んだ.新たに考案した時間差判定の適用により,0.5m/sのヒトの動きであっても効率よく検知することができた.また,地上ディジタルTV放送波を用いたヒト検知システムの検討では,従来のアナログ方式では取得できなかったCNRやBERもヒト検知に利用できることを明らかにした.本研究ではTV放送波を用いたヒト検知システムを高性能化することを目的として,様々なヒトの動きに対する検知確率の向上と地上TV放送のディジタル化への対応を主要課題として取り組んだ.新たに考案した時間差判定の適用により,0.5m/sのヒトの動きであっても効率よく検知することができた.また,地上ディジタルTV放送波を用いたヒト検知システムの検討では,従来のアナログ方式では取得できなかったCNRやBERもヒト検知に利用できることを明らかにした.本研究では、UHF帯TV放送波を用いたヒト検知システム(以下、本システム)の性能を向上させることを目的として、TV放送電波の受信レベルを測定し、屋外環境の変化に対する受信レベルの変動特性を調査するとともに、時間ダイバーシチおよび周波数ダイバーシチを適用することで、検知確率の改善を試みた.本システムでは、TV放送波が安定して受信できる環境であることが前提となるが、まず本年度では屋外要因として、自動車の受信レベルへ与える影響を調査した.本研究により、屋外の自動車が移動した場合、受信レベル変動に影響を与えることが確認され、その影響は部屋から自動車までの距離が長くなるほど小さくなることもわかった.また自動車の影響は、本システムの受信アンテナの設置位置により変化することもわかり、部屋の環境に応じて、設置場所の検討を行うことが必要であることがわかった.また屋外の自動車の影響は、室内のヒトの動きによる受信レベル変動に対して小さいこともわかった.また、ヒトが動いている場合の受信レベルの変動をより大きく抽出する検討では、時間ダイバーシチおよび周波数ダイバーシチの適用を検討した.時間ダイバーシチでは、得られたデータを1秒前のみならず、2秒前、3秒前、4秒前といった、複数の時間差分をとり、ヒトによるレベル変動を大きく抽出した.また周波数ダイバーシチでは、複数のアンテナを利用して、それぞれ異なる周波数の電波を受信し、最も受信レベル変動の大きなものを選択した.これらの両ダイバーシチ手法を適用した場合、適用しない場合と比較して受信レベル変動を大きくすることができ、いずれの手法においても検知確率が改善することを明らかにした.今後は、ダイバーシチ技術を利用することで、自動車の影響を改善することができる検知手法を検討する必要があると考える.本研究では昨年度まで,アナログTV放送波(NTSC方式)を用いたヒト検知システムの検知性能を,実測により定量的に評価してきた.しかしながら,2011年にはアナログTV放送波が停止する予定であり,その場合にもディジタル放送波によるヒト検知システムを実現する必要がある.本年度では,OFDM方式のディジタルTV放送波を利用して,ワンセグ受信機を利用して受信レベル変動ならびにBERを測定し,ディジタルTV放送波がヒト検知に利用可能か否かを検証した.その結果,ディジタルTV放送システムにおいて実現されるSFN構成では,受信レベルが安定する傾向があり,受信レベルのみではヒトを検知することが困難であることが分かった.一方BERをモニターした場合,SFN環境において受信レベルがほとんど変動しなかった場合においても,BERはヒトの移動に対して大きく変動したことを確認でき,ヒト検知に利用可能であることを明らかにした.また,本ヒト検知システムは,屋外要因によるTV電波への影響を把握しておくことが重要となる.本年度では,屋外要因の影響として,屋外を動く車両の影響に着目し,車両として自動車と自転車に着目して,車両が動いた場合における電波の受信レベル変動を,アンテナの設置位置を様々に変化させた場合において測定した.その結果,反射領域の大きい自動車における受信レベル変動が,自転車におけるそれに比べて,大きくなる傾向があることが確認できた.アンテナの室内における設置位置については,ほとんど影響に差はなかった.また,TV放送局と見通しの無い環境におけるヒト検知システムの実現を目指し,山岳回折して到達するTV放送波の受信レベル変動特性における気象による影響を定量的に評価した.その結果,TV放送波の見通し外伝搬では,わずかに気象の影響を受けるが,23dB程度の変動であることを確認した.本研究で検討しているTV放送波を用いたヒト検知システムでは,従来まで地上アナログTV放送波を用いてその検知性能を評価してきたが,2011年にはディジタル化移行が完了するため,地上アナログTV放送波は停止される予定である.このような場合にもヒト検知を実現する必要があるため,本年度では,地上ディジタルTV放送波を用いたヒト検知システムを検討した.ヒト検知システムの応用例としては,部屋の中にヒトが侵入したことを検知するものと,車両周辺にヒトが近付いたこと検知するものに大きく分類し,それぞれの状況下において,検知性能を実測により評価した.本測定では,従来のアナログ方式で着目していたRSSI (Received Signal Strength Indicator)のみならず,ディジタル方式により新たに測定可能となっCNR (Carrier to Noise Ratio)やBER (Bit Error Rate)といった受信信号品質にも着目し,それらのデータを同時に取得した.ヒトのいない場合といる場合の各データの変動を調べたところ,地上ディジタル放送波を用いた場合でも,アナログ方式と同様,RSSIは変動することが確認できた.