hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ニューラルネットによる橋梁の景観評価システムの開発

昨年度の研究で、ニューラルネットワークが橋梁の美的評価の解析に有効であることを示し、アーチ橋の景観評価システムをニューラルネットワークを用いて構築した。その際、橋梁美に影響を及ぼす要素として「形式美」、「サイコベクトル」、「環境との調和」の3つを考え、各要素についてそれぞれ十数個の評価項目を選定した。本年度は、昨年度考慮に入れなかった「色彩」を考慮するために、アーチ橋のカラー写真を42枚選出し、それらを用いてアンケート調査を行った。その結果をもとに、橋梁色と環境色との色調和を考慮した景観評価システムを構築した。また、今年度の研究では、橋梁の景観美に大きな影響を及ぼす項目を分析するために、構築したシステムを用いて感度解析を試みた。その結果、やはり「色彩」が橋梁の景観美に与える影響が、他の評価項目に比べてかなり大きいことが明らかになった。本研究で構築した橋梁景観評価システムを用いて、学習用データ以外の橋梁のデータを評価されたところ、ほぼ100%の正解率であった。これにより、本システムの有効性が検証された。さらに、本システムを利用して評価の低い橋梁景観を高い評価が得られるようにするためにはどのようにすればよいかについて検討した。感度解析結果から「色彩」が景観評価に与える影響の大きさが明らかになっているので、風景と調和する橋梁の色を何色にするのが良いかを本システムを利用して検討した。その結果、風景と色相や明度・彩度が類似・同等・対比の色調和域に入る橋梁色にすれば、80%以上の確率で評価が上がることがわかった。このような利用の仕方をすれば、本システムが橋梁景観の実設計に有効に利用できると考えられる。本研究では、アーチ形式の橋についてのみ検討したが、本手法はすべての形式の橋に適用できる。これらについては今後の研究課題である。
大腸発がんにおけるアディポサイトカインの役割と予防食品因子の解明

現在、先進諸国を中心として肥満者数は急増しており、大腸発がんの要因として注目されている。本研究では、発がん動物モデルにおける肥満関連因子を究明し、さらにこれを制御する食品成分を検索した。その結果、摂食ホルモンであるレプチンの重要性が初めて指摘できた。さらに、柑橘類に特有なフラボノイドであるノビレチンがレプチンの産生を低下させ、またマウス大腸発がんも抑制することも見出した。現在、先進諸国を中心として肥満者数は急増している。肥満状態では大腸をはじめとする多くの組織における発がんリスクの上昇も肥満と関連していることが報告されているが、その機構には不明な点が多い。そこで本研究では、化学発がん剤処理時に変動する肥満関連因子の探索を行うことを目的とした。まず、肥満モデルのdb/dbマウスを用いて、大腸特異的発がん剤であるazoxymethane (AOM)処理時に変動する血中内性因子の探索を行った。その結果、AOM処理群で前がん病変であるaberrant crypt foci (ACF)およびβ-catenin accumulated cryptの発生が認められ、アディポサイトカインの1つであるレプチンの血中濃度が上昇することを見出した。一方、これまでに肥満による大腸発がんリスクの上昇との関連が示唆されているアディポネクチン、インスリン、コレステロールおよびinsulin-like growthfactor (IGF)-1の血中濃度には有意な変化は認められなかった。さらに、ヒト家族性大腸腺腫症のモデルマウスで上昇することが報告されているトリグリセリドは、予想に反しAOM処理群で有意に減少していた。レプチンは、視床下部に存在する特異的受容体を介して、摂食抑制、エネルギー消費亢進、糖脂質代謝改善など多彩な作用を発現するが、肥満状態ではその血中濃度が上昇することが知られている。その一方で近年、レプチンが培養細胞系における炎症性細胞の活性化や、様々ながんおよび上皮細胞の増殖を促進させることも明らかとなってきている。以上のことから、本モデルではAOM処理によって分泌が過剰となったレプチンが大腸発がんに促進的に作用している可能性が示唆された。大腸をはじめとする多くの組織における発がんリスクの上昇が肥満と関連しており、肥満モデルマウスを用いた研究によっていくつかの肥満関連因子の関与が示唆されている。しかしながら、非肥満状態の大腸発がん過程に寄与する肥満関連因子を解析した例はこれまでにない。まず、野生型ICRマウスを用いた大腸化学発がんモデルにおける血中アディポサイトカイン濃度の推移と、その変動メカニズムについて検討した。発がんイニシエーターであるazoxymethane (AOM)および発がんプロモーターであるdextran sulfatesodium(DSS)を投与することで、20週という短期間で大腸腺がんを形成させた。実験開始20週後の血中レプチン濃度を測定したところ、AOMおよびDSS処理群では無処理群に比べ約3倍に上昇していた。一方、その他のアディポサイトカインであるTNF-α、IL-6およびアディポネクチンに有意な変化は認められなかった。レプチンは、主に白色脂肪組織で産生されることが知られていることから、内臓脂肪に注目したところ、腸間膜脂肪および精巣上体周囲脂肪量の増加が観察された。特に顕著な増加が見られた精巣上体周囲脂肪ではレプチンmRNAおよびタンパクの発現が上昇していた。さらに、レプチン産生の主要な制御機構の1つであるインスリンシグナル経路の活性化および血中インスリンとIGF-1濃度の上昇が認められた。以上のことから、本モデルにおける血中レプチン濃度の上昇は、内臓脂肪重量の増加および同組織におけるインスリンシグナル経路の活性化に起因しており、大腸がんの発生に寄与していると推察される。化学発がん剤処理時に変動する肥満関連因子の探索を行うことを目的とし、これまでに摂食ホルモンの1種であるレプチンが重要であるとの知見を得た。そこで今年度は、その産生を制御する食品因子を同定し、その大腸発がん予防作用を評価することを目的とした。まず、quercetin、luteolin、apigenin、flavone、chrysinおよびnobiletinの6種のフラボノイドについて、マウス前駆脂肪細胞3T3-L1のレプチン分泌に及ぼす影響をELISA法で解析した。3T3-L1細胞に分化誘導を行い、その後12日間フラボノイド(10μM)を添加したところ、nobiletinが最も強いレプチン分泌抑制作用を示した。そこで、体内への吸収効率を考慮し、nobiletinと同程度の分子疎水性を有するにも関わらず活性の低かったchrysinとnobiletinを大腸化学発がん試験に供した。20週後における発がん処理群の血中レプチン濃度は、無処理群に比べ有意に上昇していた。一方、大腸腺がん数の減少および発生率の低下が認められたnobiletin混餌投与群(100ppm)では、血中レプチン濃度も無処理群とほぼ同程度にまで低下していた。

また、レプチンがヒト大腸がん細胞HT-29の増殖を有意に促進させたことから、血中の過剰なレプチンは、非肥満状態における大腸発がんのプロモーションあるいはプログレッション段階に関与しており、nobiletinはその上昇を抑制することで、腺がんの形成を抑制している可能性が示唆された。さらに、レプチン産生抑制機構を解析した結果、MEK1/2の活性化の抑制を介してeIF4Bのリン酸化を抑制することが重要であるとの知見を得た。以上から、本研究では、大腸発がんに関連する肥満因子としてレプチンを同定し、その産生を制御する食品因子としてnobiletinを見出すことができた。
血小板エネルギーチャージの全身代謝機能評価における意義

肝不全やDIC、敗血症などのように重篤な代謝障害下における血小板のエネルギー代謝の変化を明らかにし、その臨床的意義を知るためにこのような状態下における血小板のエネルギーチャージを測定した。まず正常人血小板を用いた予備実験により、^<14>Cーアデニンにより血小板内アデニンヌクレオチドをラベルし、薄層クロマトグラフィで分離する方法で血小板エネルギーチャージが正確に測定できることを証明した。次に正常人血小板及び肝硬変患者(非手術例)血小板を用いて、代償期にある肝硬変患者血小板では、そのエネルギーチャージ値は正常人血小板と比して有意の差は無いが、血小板中の代謝回転は亢進していることを示した。さらに肝切除術を施行された肝硬変患者及び非硬変患者の術後の血小板エネルギーチャージを経時的に測定することにより、肝硬変患者においては肝切除術後13日目には血小板エネルギーチャージは有意に低下し、この時期には特に血管内凝固の臨床所見が見られない場合においても、血小板の血管内活性化がおこっている可能性を示唆する所見を得た。また、DIC・敗血症状態の患者においても血小板エネルギーチャージを測定し、これらの患者の中には血小板エネルギーチャージが著明に低下している症例があることを知った。今後は症例数をさらに増やし、血小板エネルギーチャージ値の変化と臨床経過との相関について検討を加え、診断・治療方針決定の上での血小板エネルギーチャージ測定の意義を明らかにする必要がある。なお本研究で行ったエネルギーチャージ測定法は血小板以外の細胞においても可能であり、現在好中球のエネルギーチャージ測定をこの測定法を用いて行っている。肝硬変患者における血小板のエネルギー代謝を研究する目的で,血小板を^<14>Cアデニンで標識する方法を用いて血小板エネルギーチャージを測定して,以下の知見を得た.1.多血小板の血血漿C^<14>アデニンを30分間37°Cでインキュベートレ,過塩素酸で〓出し薄層クロマトグラフィーで分離する方法を用いて,血小板数10^4μl〓上の他血小板漿で,正確に血小板エネルギーチャージを測定することが可能であることが示された.2.代償性肝硬変患者の血小板エネルギーチャージを正常人の血小板エネルギーチャージとの間に有意差は認められなかった.3.血小板内のアデニンヌクレオタイドの分布については,代償性肝硬変患者においてATPの割合は正常人に比して有意に低く,一方ハイポキサンチンの割合は有意に高かった.この結果より,代償性肝硬変患者では正常人に比して血小板のエネルギー済費が亢進していることが示唆された.しかしエネルギーチャージ値については代償範囲内であるため,有意の低下は認められないものと考えられた.4.肝切除術後の肝硬変患者では非硬変患者の肝切除術後に比して,術後1, 2, 3日目に血小板エネルギーチャージは有意の低下を示した.一方血小板数の有意の低下は認められなかった.この結果より,臨床的にDICをみとめない場合にも,肝硬変患者の肝切除後には血小板のエネルギー消費は代償範囲内を越えて著しく亢進しており,何らかの血小板活性化機転が存在することが示唆された.今後は,肝硬変患者の肝切除後の血小板エネルギー代償異常のメカニズムを,肝のエネルギー代償状態を関連させて明らかにしていくことが必要と考えられる.肝不全やDIC、敗血症などのように重篤な代謝障害下における血小板のエネルギー代謝の変化を明らかにし、その臨床的意義を知るためにこのような状態下における血小板のエネルギーチャージを測定した。
アリストパネスの喜劇と笑いの民俗学の研究

アリストパネスの喜劇は、現存作品を見る限り二番煎じというものはなく、いずれも前代未聞と言ってもよいようなアイディアで筋を組み立てられている。しかし、それらの独創的な筋だてを肉づけしていく個々の場面の喜劇的テクニックとなると、幾つもの作品に共通するばかりでなく、初期の作品に既に出つくしているともいえる。そこで初期の作品を分析すると、長大な新造語、駄洒落、かけことば、意味あるいは発音の連想で場面を転換していくこと、相手の科白の繰り返し(言葉による笑い)、パントマイムの導入、意志と動作の分離、「隠れんぼ」「鬼ごっこ」あるいは「びっくり箱」のような子供の遊びを舞台上で行うこと、卑猥なしぐさ(行為による笑い)、そして、それらから触発される「思想による笑い」、これらがアリストパネス喜劇における笑いのテクニックの主要なものとして取り出せたが、この中には、民俗行事の中にその淵源が認められるものも多いように思われる。日本でも、新生児の胞衣を埋めて3度笑うエナ笑い、小正月のオンベ笑い、田植祭のサナブリ等々、笑いは通過儀礼や豊年予祝の祭に現われることが多いが、笑いには価値を逆転させ、殊に死せるものを再生させる機能があるとされている。アリストパネスの喜劇においても、困った現実から理想の状態へ、戦争から平和へ、不毛から豊作へ、性的不如意から性的充足へ、これらの転換がすべて笑いの中に実現されているが、これだけの転換が可能なのは、アリストパネスの笑いが単なる文学的創作ではなく、民俗行事に深く根ざしたものであるからであった。エジプトのブバスティスのアルテミス大祭における船上の女と岸辺の女の鴬り合や着物のたくしあげ(ヘロドトス『歴史』【II】60)、アイギナの悪口雑言祭(同書【V】83)などの民俗行事がアリストパネスの喜劇の背後に横たわっているのである。
選択的注意を組み込んだ増強型確率的学習に基づく人と物体のインタラクションの理解

人と物体のインタラクションの理解に向けて,選択的注意に基づく物体の学習・認識と物体への働きかけ動作の学習・認識・推論のための確率的手法を提案した.前者に関して,選択的注意にガイドされた動的マルコフ確率場での物体セグメンテーション,及び確率潜在コンポーネント木の学習とブースティングによる特徴選択に基づく物体認識の手法を構築した.後者に関して,物体に働きかけるアクションの視覚的動き特徴を表すクラスとその解釈を与える意味素とからなる確率意味ネットワークを確率潜在コンポーネント解析に基づき学習し,それを用いて物体指向アクションを認識・推論する手法を構築した.そして,それらの有効性を実験により確かめた.本研究では,選択的注意を組み込んだ物体と動作の学習と認識の手法を確率潜在変数モデルに基づいて構築している.本年度は,選択的注意にガイドされたコンテキストの知覚体制化の学習,コンテキストの中での物体の学習と認識の手法への前景・後景共起とブースト特徴の導入による高性能化,及び手による物体操作の学習と認識への本手法の拡張に関して研究を行った.選択的注意にガイドされたコンテキストの知覚体制化の学習では,注意にガイドされた動的マルコフ確率場でのセグメンテーションとセグメント体制化をクラス数可変の確率潜在コンポーネント解析と結合した確率的物体認識手法を構築した.そして,画像データベースを用いた実験により,注意コンテキストから物体カテゴリ間の差異が学習可能で,それにより高い物体カテゴリ認識性能を達成することを示した.前景・後景共起とブースト特徴の導入による物体認識の高性能化では,物体の学習と認識のための確率潜在コンポーネント木手法の認識性能を向上させるために,確率潜在コンポーネント木の探索に用いる特徴をブースティングにより選択する手法,及び物体認識過程にカテゴリ間の共起を組み入れる手法を構築した.そして,画像データベースを用いた実験により,ブースティングによる特徴選択の効果,共起の利用の効果,及びブースティングによる特徴選択と共起を組み合わせることの効果を確かめ,これら拡張の有用性を示した.手による物体操作の学習と認識への拡張では,RGB-D画像系列のカラーテクスチャ・動き・奥行特徴を統一的に表す新たな多レベル局所特徴量を作成し,それを用いて物体と手の動きを検出する方法,及び手による物体操作のカテゴリを学習・認識する確率的手法を構築した.本研究の主課題は,「選択的注意に基づく物体の学習と認識」と「人の物体への働きかけ動作の学習と認識」の2つであり,本研究ではそれらのための確率的手法の構築と実験による有効性の評価を行った.「選択的注意に基づく物体の学習と認識」に関しては,前年度までの実績状況報告書に記したように,選択的注意にガイドされた動的マルコフ確率場での物体セグメンテーションと前景・後景物体セグメントから構成される物体コンテキストの体制化の手法,及び確率潜在コンポーネント木の学習とブースティングによる特徴選択に基づくコンテキストの中での物体認識の手法を構築し,画像データベースを用いてその有用性を明らかにした.「人の物体への働きかけ動作の学習と認識」に関しては,主に最終年度に研究を行い,物体に働きかける物体指向のアクションとそのコンテキストを与えるアクティビティについて,それらの視覚的動き特徴を表すクラスとその解釈を与える格3つ組の意味素とからなる確率的意味ネットワークACTNETを確率潜在コンポーネント解析に基づき学習する手法と,それを用いてアクションとアクティビティを同時に関連付けて認識・推論する手法を構築した.そして,Kinectセンサーでキャプチャした両手の物体指向動作のRGB-Dビデオクリップを用いて,学習されたACTNETによりアクションとアクティビティの認識が可能なこと,特に,アクション認識のあいまいさが物体に関する追加情報を用いた推論により解消すること,コンテキストを与えるアクティビティとの共起によりアクションの認識が向上することを示して,本手法の有用性を明らかにした.これら2つの研究成果は,人と物体のインタラクションの理解のための基盤技術となるもので,日常生活空間において人を自律的に支援するロボットを実現する上で不可欠の機能を提供するものである.人と物体のインタラクションの理解に向けて,選択的注意に基づく物体の学習・認識と物体への働きかけ動作の学習・認識・推論のための確率的手法を提案した.前者に関して,選択的注意にガイドされた動的マルコフ確率場での物体セグメンテーション,及び確率潜在コンポーネント木の学習とブースティングによる特徴選択に基づく物体認識の手法を構築した.後者に関して,物体に働きかけるアクションの視覚的動き特徴を表すクラスとその解釈を与える意味素とからなる確率意味ネットワークを確率潜在コンポーネント解析に基づき学習し,それを用いて物体指向アクションを認識・推論する手法を構築した.そして,それらの有効性を実験により確かめた.本研究では,日常の情景の中での物体への働きかけ動作を理解可能なロボットビジョンシステムを実現するために,選択的注意のもとでのアクティブな学習と認識の手法を確率潜在変数モデルに基づいて構築している.本年度は,注意が向けられた前景物体とその後景物体からなるコンテキスト,及び前景物体に対するカテゴリラベルが与えられて,ラベル付き物体カテゴリ分類木とコンテキスト毎の物体の共起関係を半教師付きでインクリメンタルに学習する「コンテキストを伴う確率潜在コンポーネント木手法(Contextual Probabilistic Latent Component Tree)」,及びそれら分類木と共起関係を用いた物体,及び情景の認識手法を構築した.本学習手法は,情景カテゴリ毎の物体クラス集合を求める潜在クラス数可変の確率潜在コンポーネント解析,全物体クラス集合の分類木となる確率

潜在コンポーネント木の生成,確率潜在コンポーネント木の葉に割り当てられた物体クラスのカテゴリをインクリメンタルに更新する半教師付き学習,及び情景カテゴリ毎の物体カテゴリの共起関係を一種の自己相互情報量に基づき求める共起関係解析から構成される.本認識手法では,情景内の複数の物体の物体カテゴリに対する類似度と物体カテゴリ間の共起度とが認識のために統合的に用いられる.物体認識の効率化と精度向上のために,確率潜在コンポーネント木に基づく物体カテゴリ学習に,ブースティングに基づく特徴選択を組み入れた.そして,画像データベースを用いた実験により本提案手法の学習及び認識性能の評価を行い,最先端の手法と競合する認識性能を達成することを示した.また,本提案手法を本研究で導入したヒューマノイド型ロボットに実装するための設計を行った.平成24年度までに,本研究課題「選択的注意を組み込んだ増強型確率的学習に基づく人と物体のインタラクションの理解」の「選択的注意を組み込んだ増強型確率的学習手法」のコア部分とその物体の学習と認識への適用の部分の研究が終わり,人による物体操作のための動作の学習と認識への拡張の研究に取り組んでいる.当初の計画は,その実験評価まで終えることになっていたが,それらは平成25年度に引き続き行う.一方,当初平成25年度に計画されている言語を介する物体操作の理解に関して,平成24年度にその基本的モデルの検討,及び実装環境の準備に着手することができた.以上の状況を合わせて評価して,計画はほぼ順調に進展していると評定する.平成23年度は,研究実施計画で本年度に計画していた物体カテゴリの確率潜在変数モデルに基づく学習と認識手法に加えて,平成24年度以降に計画していたカテゴリの共起の学習と認識への組み込み,及びカテゴリの組み合わせに基づく情景の学習と認識の手法を構築することができ,この点において当初の計画をさらに進展させることができた.本年度から平成24年度にかけて実行する計画である動作カテゴリの学習と認識に関しては,そのための手法を構築中の段階で,この点においては若干進捗が遅れているが取り戻しつつある.以上の達成状況を合わせて評価して,計画はほぼ順調に進展していると評定する.今後の研究は基本的に交付申請時の研究実施計画に従って推進する.即ち,平成25年度は,平成24年度からの続きである人による物体操作のための動作の学習と認識の研究と,当初平成25年度に計画されていて平成24年度から着手している物体への働きかけ動作の言語を介する理解の研究を行う.今後の研究は基本的に交付申請時の研究実施計画に従って推進する.即ち,平成24年度は,物体への働きかけ動作カテゴリの学習と認識の手法を確率潜在変数モデルに基づいて構築する.平成25年度は,物体への働きかけ動作に関する概念依存辞書を物体カテゴリと動作カテゴリの共起から学習し,概念依存辞書を介して人とロボットがインタラクションするための手法を構築する.・次年度使用額(B-A)が生じた状況...今年度の研究費を繰り越す次年度使用額は47,637円であり,基本的に今年度分の助成金は計画どおりに使用された.この差額は,主に,当初計画で350,000円を計上していた物品の購入を305,516円で賄うことができたことによる.
ラオスにおけるストーマケアシステムの構築とその評価に関する研究

ラオスのA病院でのストーマ手術の現状と課題を明確にすることを目的に、研究計画書を作成し実施に向けて、手続きを進めているところである。現在は、日本での研究倫理審査の承認を得て、研究計画書と質問紙をラオ語に翻訳し、ラオス保健省の研究倫理委員会へ申請する書類を作成中である。ストーマケア教育としては、H30年度はA病院を2回訪問し、病棟のストーマケアの実際を見学し、ケースカンファレンスを行い、ストーマケアについての考え方について病棟看護師とディスカッションを行った。また、管理困難なストーマケアについてセミナー形式で30名の看護師にケア技術の教授を行った。病室内は30度以上の室温で、空調設備が整っていないため、ストーマ装具の耐久性を考慮した装具選びが必要であると考えられることや、病棟看護師の病棟配置が3-4年で変更になるため、継続した指導体制を整えるため、ラオ語でのストーマケアリーフレットの作成を検討しているところである。また、近隣国(タイ国、カンボジアなど)のストーマケアの現状を知ってもらうため、A病院の副看護部長に、マレーシアで開催されたWCET(World Council Enterostomal Therapy)に参加してもらった。さらに、日本のストーマケアの現状を知ってもらうため、A病院の副看護部長に日本のストーマケア講習会のセミナーに参加してもらい、病院見学を行った。また、日本の皮膚・排泄ケア認定看護師と交流する機会を設け、実際のケアや制度について理解を深めてもらうことができた。ラオス保健省に提出する倫理審査申請書の翻訳が遅れているため研究計画書の倫理審査が承認されるよう研究者がA病院を訪問し、調整していく予定である。ラオス首都ビエンチャンにあるM病院を2回訪問し,病棟および外来看護師32名を対象に2日間かけて(1)ストーマケアの基礎知識(2)基本的なストーマケア(3)装具選択の考え方(4)管理困難なストーマに対するケア方法,および(5)継続看護について演習をまじえたセミナーを行った.演習は,病棟や外来の看護師が理解できるよう,できる限りラオス語に翻訳し,デモンストレーションをまじえて行うように工夫した.その後は,病棟を回診し,M病院でのストーマ造設患者の療養生活の現状を視察し,看護師の役割と看護の実際について現状把握を行った.また,入院中のストーマ管理困難事例について,ケアの問題点とどのようなケアが必要であるかをディスカッションし,ストーマリハビリテーションを理解してもらえるよう分りやすく説明することを心がけて行った.さらに,M病院でのストーマ患者の特徴とケアの課題を明らかにするため,ストーマケアカルテを整理し,ストーマ関連合併症の発症率の検討を行った.今後,ストーマ造設患者の特徴と問題点を明らかにする研究を行うため,看護研究計画書をラオスの看護師と検討しているところである.また,ラオスは医療に関する後発発展途上国であるため,ストーマ造設患者のストーマケアスキルや社会復帰に向けての支援としてのストーマ外来の役割について,国外の医療事情を見学してもらい学びを深めてもらえるように,World Council Enterostomal Therapy 2018に参加するため,演題発表の準備の支援を行った.1年目はラオスの医療の現状を把握し,現在のラオスでできるストーマケアについて検討し,看護師の指導を行っていくことが課題であり計画通りに進行していると考える.ラオスのA病院でのストーマ手術の現状と課題を明確にすることを目的に、研究計画書を作成し実施に向けて、手続きを進めているところである。ラオス保健省に提出する倫理審査申請書の翻訳が遅れているため2年目は,(1)World Council Enterostomal Therapy 2018Kuala Lumpurに参加し,国外のストーマケアの現状やストーマケア専門看護師の知識や技術について学んでもらう予定である.(2)日本で開催される関西ストーマケア講習会(大阪・和歌山)に参加してもらい,看護師への指導の実際と指導プログラムについて学んでもらう予定である.また,病院見学では,手術室の見学を行い感染予防の必要性や,術後管理,ストーマケアの実際,ストーマ外来などを見学してもらい,ストーマケア専門看護師の役割について学んでもらう予定である.

(3)M病院でのストーマ患者の特徴を明らかにし,必要なケアについて検討し学会発表を行うことを計画している.研究計画書の倫理審査が承認されるよう研究者がA病院を訪問し、調整していく予定である。次年度は,ラオスの看護師に(1)国際学会の参加(2)日本での研修,を計画している.また,看護研究を進めていくため研究者がラオスを訪問する機会が増えるため旅費が増えることと,看護研究を進めていくため人件費の使用を行う予定である.ラオス保健省の研究倫理審査ができていないため、倫理審査の承認を得た後研究を開始する予定である
骨代謝におけるJunDの作用とその分子機構の探索

JunDは骨のリモデリングにかかわる転写因子の一つであるが、生体内でJunDが骨形成に対して抑制的に働くそのメカニズムについてはこれまでのところ十分に説得的な仮説は提唱されていない。そこで今回の研究の目的は、JunDが骨代謝制御に関与する際のメカニズムを細胞学的・組織学的に検討し解明し、JunDによる骨量制御関する分子メカニズムの一部を明らかにした。本年度は骨芽細胞および破骨細胞におけるJunDの機能について検索を行うことを目的とした。まずは生体内におけるJunDの発現部位を特定するために、骨組織切片を作製し、抗JunD抗体で免疫染色を行い、JunDが発現する細胞を検索した。その結果、JunDは骨芽細胞にも破骨細胞にも発現していることが示された。これはJunDが骨芽細胞および破骨細胞のどちらに対しても作用していることを示唆する結果として重要である。また、以前JunDが海綿骨量を制御する因子の一つであることは報告したが、皮質骨量についても検索を行った。その結果、JunD KOマウスは野生型と比較して海綿骨量は増加しているが、皮質骨量には影響を与えないことが示された。そこで、JunD KOマウスの海綿骨領域における変化について研究をすすめることとした。まず、JunD KOマウスの海綿骨領域における骨芽細胞数および破骨細胞数について検討を行ったところ、JunD KOマウスではどちらも野生型に比べて有意に増加していることが示された。これにより、JunDは骨芽細胞および破骨細胞の増殖を抑制する因子として作用している可能性が示された。次に、それぞれの細胞の機能に対する影響について検討していくこととした。まず、JunDの骨芽細胞における機能を解明する目的でマウス頭蓋骨由来骨芽細胞株であるMC3T3-E1細胞を用いて、AP-1構成遺伝子の発現量を測定したところ、JunDは分化の初期から後期にかけてほぼ同じ発現量であったのに対して他のAP-1構成遺伝子は分化後期になると発現量が低下していた。このことは、JunDは骨芽細胞の分化後期の機能に対して影響を与えている可能性を示唆する結果として重要と考えられた。本年度は骨芽細胞におけるJunDの機能について、分子メカニズムを解明するべく検索を行った。すなわち培養細胞系を用いて、JunD過剰発現下および発現抑制下における骨代謝に関わる分子シグナルについての解析を行った。まず、マウス頭蓋骨由来骨芽細胞株MC3T3-E1を用いてJunDの過剰発現系および発現抑制系を作製し、骨芽細胞の増殖ならびに分化指標の発現を検索したところ、JunD過剰発現系ではアルカリフォスファターゼ(ALP)のmRNA発現が増加し、JunD発現抑制系では減少した。そこで、野生型およびJunD KOマウスを用いてその切片を作製し、骨芽細胞についてALPを指標として免疫組織学的な染色を行い、ALP陽性細胞数を解析したところ、JunD KOマウスにおいてALP陽性細胞数の増加を認めた。このin vitroでのJunDの短期的発現抑制は骨芽細胞の分化を抑制すると考えられたが、in vivoのJunD長期欠失では逆に骨形成が増えたという一見矛盾する結果は、JunDが間接的に骨芽細胞分化に関与することを示唆するものであった。さらに、骨芽細胞が産生・分泌するオステオカルシン遺伝子の発現調節にJunDや他のAP-1構成因子がどのように関与するかを検討するためにレポーター活性を測定したところ、JunD-cFosよりもcJun-cFosを導入した方が活性は上昇した。これによりJun遺伝子の中で、cJunに比べてJunDは骨芽細胞の分化に対して抑制的に働くことが示された。生体内では、JunタンパクがJunタンパク同士のホモダイマーやFosタンパクとのヘテロダイマーを形成しAP-1として機能していることが知られており、JunD自体は骨芽細胞分化を促進する因子と推測されている。そこで、JunD KOマウスではJunDの代わりにcJunが増加することで間接的な骨量増加をもたらしている可能性が示唆された。
播種性血管内凝固における炎症と凝固のクロストークと血管作動性物質の意義

LPSまたは組織因子(TF)で播種性血管内凝固症候群(DIC)モデルを作成し、血管作動性物質である一酸化窒素(NO)やエンドセリン(ET)の役割を評価した。両モデル間で、血管作動性物質は全く異なった役割を果たしていることが明らかになった。血管作動性物質を調節する薬物やPGI2誘導体をDICモデルに対して投与するとDIC病態が変化することが確認され、治療応用が可能ではないかと考えられた。播種性血管内凝固症候群(DIC)において,血管作動性物質は循環動態や凝固と炎症のクロストークに影響を与える可能性が高いが,従来ほとんど検討されてこなかった。今回,DICモデルを,LPSまたは組織因子(TF)で誘発して作成し,血管拡張性物質である-酸化窒素(NO)や血管収縮性物質であるエンドセリン(ET)の動態を検討した。その結果,LPSモデル(臓器障害は高度)においては,血中ETは著増し,血中NOX(NO代謝産物)も中等度上昇した。このNOXの上昇は,特異的iNOS阻害薬であるL-NILにより有意に抑制された。一方,TFモデル(臓器障害は軽度)においては,血中ETは上昇しなかったが,血中NOXは著増した。TFモデルに対して,抗トロンビン薬であるアルガトロバンまたは抗Xa薬を投与したところ,血中Noxの上昇は著しく抑制された。また,特異的iNOS阻害薬であるL-NILを投与しても,血中NOXの動態に影響を与えなかったが,eNOS阻害薬であるL-NAMEを投与したところ血中NOXの上昇は有意に抑制された。以上の結果より,LPSモデルにおいてはiNOSがNO産生の中心的役割を演じ,TFモデルにおいてはeNOSがNO産生の中心的役割(トロンビンが刺激物質)を果たしているものと考えられた。また,LPSモデルにおけるiNOSは臓器障害を助長し,TFモデルにおけるeNOSは臓器保護的に作用しているものと考えられた。DICにおける臓器障害進展の原因としては,従来から指摘されてきた微小血栓の多発に伴う微小循環障害のみならず,血管作動性物質の果たす役割も大きいものと考えられた。平成20年度は,凝固活性化および血管作動性物質発現を同時に制御するような治療法についての検討を行う。播種性血管内凝固症候群(DIC)の本態は、全身性持続性の血管内凝固活性化であり、全身の主として細小血管内に微小血栓が多発する。血管作動性物質はDICの循環動態、臓器障害、炎症などに影響を与える可能性が高いが従来検討がなされてこなかった。昨年までの我々の検討から、LPS誘発DICモデルにおいては、エンドセリン(ET)が著増し一酸化窒素代謝産物であるNOXも中等度上昇した。一方、組織因子誘発DICモデルにおいてはETの上昇は見られなかったが、NOXは著増した。今年度は、抗炎症作用が期待されているPGI2誘導体(ベラプロストナトリウム:BPS)をLPS誘発DICモデルに対して投与することにより、血管作動性物質や炎症に対する影響を検討した。その結果、LPS誘発DICモデルにおいて、BPSは凝固異常(血小板数、フィブリノゲン、Dダイマー、TAT、PTで評価)を改善した。また、同モデルにおける血中TNF濃度の上昇が強く抑制され(IL-6濃度も軽度抑制)、NOXの上昇も有意に抑制された。ただし、血中ETの上昇は、BPSによって更に上昇した。また、肝腎障害(Cr、ALTで評価)、腎糸球体フィブリン沈着(PTAH染色で評価)に対する改善効果も明らかであった。BPSは血管拡張作用も有しているために血圧に対する効果も評価したところ、生理的ラットに対してもBPSは軽度の血圧低下作用を有していたが、LPSモデルに対して投与した場合も同程度の血圧低下が観察された。以上、BPSは、LPS誘発DICモデルにおける凝固、炎症、血管作動性物質の観点から極めて魅力的な治療薬になりうるものと考えられた。
域外的民事証拠収集の現代的諸問題に関する抵触法的発展研究

国際的な民事紛争解決手続において証拠が外国に所在するときには、様々な特別の問題が発生する。特に21世紀になってから急速に展開してきた現代的な発展課題が、(1)電子証拠およびインターネット等の電子通信手段を通じた証拠の域外的収集、(2)知的財産権侵害における国際証拠保全、および(3)国際商事仲裁の場における域外的証拠収集である。本研究は、これらについて、日本や諸外国の法や条約・実務の現状の把握とその理論的分析を、研究書や資料の収集だけでなく、国内外の裁判所や関係機関、また国際機関での調査をもとに行う。
生体システムの機能的適応に関するバイオメカニクス的研究

本研究では,生体組織の機能的適応,リモデリングの現象の詳細なる把握,並びにそのメカニズムの解明を目的として研究を行い,以下の成果を得た。1.除負荷,成長過程の負荷変動,定量的負荷の繰り返しが,家兎膝蓋腱とその線維束の力学的性質や形態に及ぼす影響を調べた結果,リモデリングは形態と物性の両者に極めて顕著に現れることが明らかになった。2.下顎骨を対象に個体別のシミュレーション手法を開発し、X線CT値と骨密度との間には良好な線形関係が成立し,計算された各部位の応力がこれらと良い相関関係にあることを明らかにした。3.骨のリモデリング機構の理論モデルを提案し,これにより骨修復や骨粗鬆などの計算シミュレーションを行い,理論モデルの有効性を評価した。計算結果は生体実験や臨床例と良い一致を示し,生体の適応機能を説明する上で,本理論が有効であることを確認した。4.ラット脛骨標本を実態顕微鏡・CCDカメラによってデジタル画像としてワークステ-ッションに取り込み,三次元立体成形用データに変換後,樹脂加工型光造形装置にオンラインで転送することによって,骨の3次元立体模型を作成することができた。5.股関節と下顎小臼歯の周囲組織を想定した三次元有限要素モデルを作成し,スッテプ状に急変する衝撃荷重下での動的応力解析を行い,海綿骨部と歯根膜が衝撃緩衝に重要な役割を果たしていることを明らかにした。6.ネコを用いた歯の移動実験において,近赤外光を応用して歯根膜の血液量を計測し,矯正力の大きさによって歯根膜血液量が変化することを明らかにした。本研究は、生体組織の機能的適応、リモデリングの現象の詳細なる把握、並びにそのメカニズムを解明することを目的とする。本年度は、3年間にわたる研究の初年度に当たることから、実験研究では試験装置の設置と整備、解析研究の場合には解析手法の開発と検討を主体としたが、これらを使ってすでに興味ある結果も得られ始めた。研究の成果の概要を以下にまとめる。1)局所的に露出した家兎膝蓋腱に最小限の手術操作を加えるだけで、in situで任意の大きさと周波数の繰り返し負荷を与えることの出来る試験システムを開発し、予備実験を行った。2)矯正力によってネコ上顎犬歯を遠心移動させたのち、組織切片を切り出し、コンピュータによってその3次元構築像を作成し、別に行った3次元有限要素法で得られる応力分布との対応を検討した結果、歯骨細胞の出現は歯槽骨に分布する応力に大きく依存することがわかった。3)CTデータをもとに、ヒト下顎骨の形態の個体別モデルを作成するとともに、同時に得られる骨密度分布から算出した弾性系数分布を用いて、咬合時の力学解析を行ったところ、生体に則したモデリングの結果と見られるオトガイ部の応力上昇が認められた。4)咬合と頚椎の変形、顎関節頭の形態、下顎骨の骨梁パターンの関係を有限要素法モデルを用いて検討したところ、いずれも力学的条件にかなうリモンデリングが行われていることがわかった。5)家兎頚骨中央部に小孔をあけ、繰り返し引っ張り負荷刺激を与えたところ、従来引っ張り刺激では顕著には生じないとされていた骨形成が観察された。今後、数理解析によりこのメカニズムを明らかにする。6)骨形態並びにマイクロCT像にもとづく微細構造の3次最元画像解析手法の開発をほぼ終了した。昨年度設置、整備した実験装置、並びに開発した解析手法を利用して、概略以下にまとめるような興味ある結果が得られた。1成長過程の負荷変動、定量的日常負荷の繰返しに対する家兎膝蓋腱の力学的、形態学的反応を調べ、この組織が合目的に適応反応することが明らかになった。2下顎骨の構造と力学的性質を定量的に取り扱うために、CT画像の殻構造化と、CT値からの弾性計数の算出と表現に成功し、種々の力学的解析を行い、下顎骨の基本的な力学的挙動を明らかにした。3骨に対して広範囲な条件で力学的負荷を作用させ、組織学的観察、新生骨量の計測を行うとともに、得られた結果をもとに骨再構築に関する理論モデルの提案をし、これを実験的に立証した。4基礎的研究として、薄片化した骨試料を利用して、マイクロCTに取り込み、再構成することによって骨の微細構造の3次元画像を得ることが出来た。5腰椎と下顎骨を対象として、海綿骨の微細構造を考慮にいれたシミュレーションモデルを作成し、負荷に対する反応を調べた結果、正常モデルと骨粗鬆症モデル生体で観察される形態変化を再現することが出来た。6矯正力による歯の移動に伴う歯周囲組織の変化を、組織学的並びに超微細構造学的に観察した結果、反応は局所的に極めて大きく異なることを明らかにした。

3.骨のリモデリング機構の理論モデルを提案し,これにより骨修復や骨粗鬆などの計算シミュレーションを行い,理論モデルの有効性を評価した。計算結果は生体実験や臨床例と良い一致を示し,生体の適応機能を説明する上で,本理論が有効であることを確認した。4.ラット脛骨標本を実態顕微鏡・CCDカメラによってデジタル画像としてワークステ-ッションに取り込み,三次元立体成形用データに変換後,樹脂加工型光造形装置にオンラインで転送することによって,骨の3次元立体模型を作成することができた。5.股関節と下顎小臼歯の周囲組織を想定した三次元有限要素モデルを作成し,スッテプ状に急変する衝撃荷重下での動的応力解析を行い,海綿骨部と歯根膜が衝撃緩衝に重要な役割を果たしていることを明らかにした。6.ネコを用いた歯の移動実験において,近赤外光を応用して歯根膜の血液量を計測し,矯正力の大きさによって歯根膜血液量が変化することを明らかにした。
少子化・過疎化が進む地域における最適な学校教育システムの開発に関する研究

今日、地方分権がわが国の大きな課題とされる中、少子化をにらみながら、教育や行財政に関わる様々な制度を地域の観点から整理・見直しを行い、各地域・自治体の実態に応じた学校教育システムを構築することが重要になっている。本研究は、これまでの全国における学校整備動向および少子化・過疎化が進む地域の教育環境の実態と課題の分析等を通じて、上記の政策課題に対する示唆を得ることを目的とする。報告書は、第I部「児童・生徒の減少に伴う学校数の推移と再編整備」、第II部「学校教育の振興と新たな学校教育システムの開発」および巻末資料から構成される。報告書の概要は、以下の通りである。第I部第1章では、公立小中学校における児童・生徒数および学校数の全国ならびに都道府県別の推移等について分析を行った。この結果、新潟県と福島県以北の道県で学校数の減少が顕著であることなどが明らかとなった。第2章では、全国の高校再編整備計画の推進状況と成果について分析した。第II部では、第3章から第6章において、訪問調査に基づき山間、原野、半島、離島という地域類型ごとに、教育振興の取り組みを整理した。次いで第7章では、過疎地における地域条件の変化を要約するとともに、学校統合という最大の教育振興の課題について検討した。その上で、併設校の整備、教職員の弾力的な配置などの提案を行い、今後の過疎地の新しい学校教育システムを開発する際に有効と考えられる漸進的な方向を示した。今日、地方分権がわが国の大きな課題とされる中、少子化の動向をにらみながら、教育や行財政に関わる様々な制度を地域の観点から整理・見直しを行い、各地域・自治体の実情に応じた学校教育システムを構築することが大変重要になっている。本研究は、このような考えから、少子化・過疎化が急速に進む地域を主たる対象に、最適な学校教育システムを構想することを目的としている。本年度は、主として以下のような調査研究ならびに分析を行った。(1)全国の小規模校の分布把握小・中学校名簿から、市町村別学校数を整理するとともに、複式学級を有する学校、へき地校指定校、小中併置校の基礎データを集計した。(2)学校統合に関する市町村教育委員会ならびに学校への聞き取り調査地域類型別に、天草地区(離島)、下北半島東通村(半島)、北海道天北地区(原野)、岩手県岩泉町(山間)を対象地に選定し、地域産業の衰退、児童・生徒の減少、学校統合の進行、教育環境整備、通学条件等に関する訪問調査等を行った。(3)少子化に伴う都道府県教育政策の資料収集全国の道県教育委員会など5カ所を訪問し、学校統合の動向、統合等に対する市町村合併の影響、教職員配置の工夫等について資料収集を行い、その特徴を検討した。(4)高校再編整備等に関する資料収集調査都道府県及び政令指定都市教育委員会に対し、高校再編整備と教育改革の検討ならびに実施に関する郵送による資料収集調査(郵送)を実施した。本研究は、このような考えから、少子化・過疎化が急速に進む地域を対象に教育環境の実態を把握するとともに、最適な学校教育システムを構想することを目的としている。本年度は、主として以下のような調査研究ならびに分析を行い、報告書を作成した。(1)全国の児童生徒数、学校数の推移の分析「学校基本調査報告書」や「公共施設状況調」のデータを基に、全国、都道府県、さらに都市類型別の推移の特徴を明らかにした。

(2)過疎地等における教育環境と学校システムの在り方に関する訪問調査地域類型別に、山梨県早川町や山形県小国町等の山間地、北海道稚内市や北海道幌延町などの原野、長崎県小値賀町や沖縄県慶良間列島など離島、石川県柳田村や三重県御浜町などの半島を対象に、地域産業の衰退、児童・生徒の減少、学校統合の進行、教育環境整備、通学条件、小中高校の接続、市町村合併等に関する聞き取り調査を行った。(3)少子化に伴う都道府県教育政策の資料収集7道県教育委員会において、学校統合の動向、総額裁量制下の教職員配置の工夫等について資料収集を行った。(4)高校再編整備等の最新動向の把握都道府県教育委員会ホームページに掲載された高校再編整備および教育改革に関わる資料により、昨年度の郵送調査の整理資料を更新した。
水素環境下での金属変形挙動の3D/4D解析

我々は、最近、材料中のミクロ組織のサブミクロンレベル3D/4Dイメージングにシンクロトロン放射光X線CTを用いて取り組んでいる。特に、これまで透明な材料や表面でしか測定できなかった内部の局所力学量(例えば歪み、応力、き裂進展駆動力など)の4D高密度マッピングに世界で初めて成功している。本研究では、構造材料のミクロ構造の3D分布をシンクロトロン放射光X線CTで撮像し、材料の局所特性を加味した力学モデルを構築し、ミクロ組織の影響を忠実に考慮したイメージベースの評価解析を行う。これにより、構造用材料の評価が飛躍的に高度化し、高度で効率的な材料組織設計、プロセス設計が可能となる。これまでに、極低ひずみ速度条件、かつ熱処理条件が亜時効状態の時に顕著な水素脆化の挙動が生じた。これを大型放射光施設SPring-8の3Dイメージングビームラインにてその場観察した画像セットを解析し、材料中の数万点規模の粒子を追跡して材料内部のひずみを高密度に算出・マッピングできる4D画像解析、およびそのデータの解析を行った。総じて、金属材料の水素吸収による力学的挙動の変化を3D画像セットそして獲得し、時効析出状態など、アルミニウム合金にとって非常に重要な組織因子を変化させたときのひずみ局在化、脆性破壊挙動、ミクロ亀裂の発生と伝播挙動などを明らかにした。特に、亜時効状態では顕著なひずみ局在化が生じ、脆性ミクロき裂が徐々に進展し、一方過時効状態ではひずみの局在化が穏やかで、そのため損傷の発生も抑制的であることが分かった。これら一連の成果は、材料内部のミクロ組織と脆化発生・発展挙動を初めて3D/4Dで明らかにしたものといえる。鉄鋼材料をモデルケースに、放射光実験までに十分な予備検討を行い、この予備検討からも学術誌に発表できる研究成果が生まれたこと。また、2回のメインの放射光実験にも成功し、これまで2D(試験片の表面・断面)でしかわからなかった水素脆化挙動を初めて3D/4D可視化し、高度な4D画像解析も援用することで、可視化したの現象を定量的に評価・解析したこと。本年度までに得られた3D/4D画像データは、上記解析により得られた高いレベルの学術成果のほか、様々な情報を含んでいる。外国人特別研究者は帰国後、様々な観点から解析を続け、特にアルミニウム材料の不均一変形挙動の解明を進める予定である。また、彼はすでに本学の客員教授として登録されており、インドでの適切な研究資金の獲得とSPring-8実験のための来日を行って研究を続ける。特に、水素環境下での材料の本質的な変形挙動の変化をミクロ組織レベルの変形局在化の観点から調べる予定である。この年度は、11月下旬年度末の約4ヶ月のみであり、大型放射光施設における可視化実験準備、実験室における各種画像・計算解析の環境作り、解析のためのアルゴリズム検討などをおこなった。SPring-8での課題実験利用許可を円滑にえるため、年度内にSPring-8などへの出張を行い、実験ステーションや利用可能機器などの状況を把握した。現地のビームライン担当研究者とも相談し、実験準備と利用課題申請準備を行った。ちょうど12月中旬にSPring-8課題実験が2つあるため、この期間を利用して研究員に装置の使用方法などもレクチャーする事ができた。その他、下記の事項を実施した。・材料の選定と入手・試験対象材料の予備的評価・計算解析の環境整備・計算解析のアルゴリズムなどの検討今年度は、来日直後と言うことで実験課題の申請はできなかったが、次年度6月に予定するSPring-8可視化実験申請までの時間がかなりあるため、これまで当研究室で得られた3D/4D画像を例題として与え、研究員が初めて体験する高度な4D画像解析の体験と習熟、データのとりまとめなどを随時行い、次年度の本格的な実験に備えた。昨年度は行った大型放射光施設における可視化実験準備、実験室における各種画像・計算解析の環境作り、解析のためのアルゴリズム検討等を受け、本年度の6月にはSPring-8での一般課題として実験課題申請を行い、通常23倍程度となる競争倍率を克服し、高分解能イメージングビームラインの利用許可を得ることが出来た。昨年度行った実験ステーションや利用可能機器などの状況の把握、放射光実験の準備、試験対象材料の予備的評価等の知識、情報、得られた知見に基づき、(1)SPring-8実験準備と本番の実験、(2)SPring-8実験に用いる材料の実験室での評価、(3)SPring-8実験で得られた実権データの計算解析の準備・検討を中心に進めた。まず、(2)に関しては、材料の試作、評価、試験片の作製を行い、実験室の材料試験機での評価を繰り返した。その結果、特に極低ひずみ速度条件、かつ熱処理条件が亜時効状態の時に顕著な水素脆化の挙動が生じた。この知見をもとに(1)の実験準備を行い、実験は滞りなく終了し、画像再構成や初期の評価を本年度に終了した。(3)に関しては、実際の実験が年度後半となる(実際には1月下旬であった)ために、これまで当研究室で得られた3D/4D画像を例題(同種のボイド上欠陥が発生する鉄鋼材料の高温損傷挙動の画像データセット)として与え、研究員が初めて体験する高度な4D画像解析の体験と習熟、データのとりまとめなどを引き続き行い、本格的な実験に充分に備えた。

総じて、金属材料の水素吸収による力学的挙動の変化を3D画像セットそして獲得し、次年度の解析に充分に堪える学術データを得ることが出来た。我々は、最近、材料中のミクロ組織のサブミクロンレベル3D/4Dイメージングにシンクロトロン放射光X線CTを用いて取り組んでいる。特に、これまで透明な材料や表面でしか測定できなかった内部の局所力学量(例えば歪み、応力、き裂進展駆動力など)の4D高密度マッピングに世界で初めて成功している。本研究では、構造材料のミクロ構造の3D分布をシンクロトロン放射光X線CTで撮像し、材料の局所特性を加味した力学モデルを構築し、ミクロ組織の影響を忠実に考慮したイメージベースの評価解析を行う。これにより、構造用材料の評価が飛躍的に高度化し、高度で効率的な材料組織設計、プロセス設計が可能となる。これまでに、極低ひずみ速度条件、かつ熱処理条件が亜時効状態の時に顕著な水素脆化の挙動が生じた。これを大型放射光施設SPring-8の3Dイメージングビームラインにてその場観察した画像セットを解析し、材料中の数万点規模の粒子を追跡して材料内部のひずみを高密度に算出・マッピングできる4D画像解析、およびそのデータの解析を行った。総じて、金属材料の水素吸収による力学的挙動の変化を3D画像セットそして獲得し、時効析出状態など、アルミニウム合金にとって非常に重要な組織因子を変化させたときのひずみ局在化、脆性破壊挙動、ミクロ亀裂の発生と伝播挙動などを明らかにした。特に、亜時効状態では顕著なひずみ局在化が生じ、脆性ミクロき裂が徐々に進展し、一方過時効状態ではひずみの局在化が穏やかで、そのため損傷の発生も抑制的であることが分かった。これら一連の成果は、材料内部のミクロ組織と脆化発生・発展挙動を初めて3D/4Dで明らかにしたものといえる。予定通りにSPring-8の実験課題申請を行い、課題が採択された。実験準備を確実に行い、充分な予備実験と準備のあとでSPring-8の課題実験に望むことが出来、実験を成功に導けた。得られた画像データも、次年度の約半年程度の解析で充分に高いレベルの学術成果が得られるような内容を含んでおり、当初目的通り、概ね順調に推移していると言える。鉄鋼材料をモデルケースに、放射光実験までに十分な予備検討を行い、この予備検討からも学術誌に発表できる研究成果が生まれたこと。また、2回のメインの放射光実験にも成功し、これまで2D(試験片の表面・断面)でしかわからなかった水素脆化挙動を初めて3D/4D可視化し、高度な4D画像解析も援用することで、可視化したの現象を定量的に評価・解析したこと。本年度に得られた画像データは、次年度の約半年程度の解析で充分に高いレベルの学術成果が得られるような内容を含んでおり、当初目的通りの解析を遂行する。即ち、まず画像再構成を行って3D画像描画により、得られた連続画像にどのような局所的材料挙動が含まれているか確認する。その後、当研究室で過去に開発してきた4D画像解析法を適用し、定量的に材料挙動を解析する。これを、海外の一流英文誌への投稿の形で成果公開する準備を行う。本年度までに得られた3D/4D画像データは、上記解析により得られた高いレベルの学術成果のほか、様々な情報を含んでいる。外国人特別研究者は帰国後、様々な観点から解析を続け、特にアルミニウム材料の不均一変形挙動の解明を進める予定である。また、彼はすでに本学の客員教授として登録されており、インドでの適切な研究資金の獲得とSPring-