hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大規模ベイジアンネットワーク構造探索並列アルゴリズムの研究

2次元トーラスネットワークを持つスーパーコンピュータ向けの最適DAG探索アルゴリズムを研究・開発し、FX10 4800計算ノードを用いて36変数200サンプルのDAG探索(ベイジアンネットワーク)に11時間38分で計算させることに成功した。36変数の最適DAG探索が可能なことを示した世界初の成果である。その後、本アルゴリズムを改良し京コンピュータ20768計算ノードを用いて37変数の最適DAG探索に成功し現在論文準備中である。平成27年度の計画は、最初に既存アルゴリズムのハイブリッド並列化、通信遅延隠蔽、およびソフトウェアパイプライニングによる高速化を行う予定であったが、着想していた1次元トーラスネットワーク向けのアルゴリズム(以下、1Dトーラスアルゴリズム)を詳細に検討したところ実現に目処が立ったため、その開発・実装をまず行った。その際に、既存アルゴリズムに対して行う予定であったハイブリッド並列化および通信遅延隠蔽を1Dトーラスアルゴリズム上で実装した。これらは並列アルゴリズムにおける高速化技術であり、既存アルゴリズムで試験することが計画の一部であったが、本研究では最終的には2次元、3次元トーラスネットワーク向けアルゴリズムの開発を目標としていること、及び1Dトーラスアルゴリズムも試験的な実装であるため、その実装時に十分に試験が可能であると判断した。離散モデルによる1Dトーラスアルゴリズムの実装を無事完了させ、京を用いて試験したところ良好な結果が得られた。次に東京大学情報基盤センターの京互換機FX10 (oakleaf)を用いて2次元トーラスネットワーク向けアルゴリズムの開発に着手した。2次元化することにより、1次元では生じなかった問題がいくつか判明したが、それらを解決し無事設計・開発・実装を終えた。oakleaf一般ユーザ利用枠では1,440ノードの利用が上限である。この規模の実行で問題なく動作したため、Oakleaf全4800ノードを24時間利用可能な「大規模HPCチャレンジ」第二回募集分に応募したところ無事採択された。これまでの試験実行から4800ノードでは36変数200サンプルでの実行が限界であったため、それに挑戦した結果、無事11時間38分21秒で実行を終了した。現在は論文化に必要なデータを取得し、これまでの成果をまとめているところである。当初の計画では初年度に1次元トーラスネットワーク向けのアルゴリズムを開発し、必要な課題を抽出することにしていたが、予想よりも問題が少なく2次元トーラスネットワーク向けアルゴリズムへの拡張も順調に行うことができ、目標としていた33変数を超えるDAG探索の実証も初年度で達成することができた。一方で予定していた連続値モデルであるBNRCスコアを用いた実装には、前述の2次元トーラスネットワーク向けアルゴリズムの開発を優先したため、平成27年度中には着手できなかった。平成27年度は、1次元トーラスネットワーク向けアルゴリズムの実装及びその性能の解析を行い、その結果に基づいて2次元トーラスネットワーク向けアルゴリズム(以下2Dトーラスアルゴリズム)の設計・実装を行った。そして東京大学情報基盤センターの京互換機FX10の全システムが使用可能な「大規模HPCチャレンジ」を利用し、4,800ノード76,800コアを用いて、36変数200サンプルの最適DAG探索問題の計算を11時間38分で計算させることに成功した。平成28年度は、この2Dトーラスアルゴリズムの各種性能データの収集・解析を行い、1,296ノード20,736コアまで高い並列化効率で動作することを確認できた。この成果を36変数の計算結果と併せて論文としてまとめた。論文はICA3PP 2016に無事採択され、口頭発表及び論文発表を行った。36変数のDAG探索を実証したのは本論文が初である。本研究により、2Dトーラスアルゴリズムはメモリ使用量が多いことが判明した。その欠点を解消し、またトーラスネットワーク以外へも適用可能な、各ノードが直接通信する省メモリアルゴリズムを着想しその実装を行った。初期的な実験により、トーラスネットワークでも2Dトーラスアルゴリズムより性能が高いことが確認できた。この成果は現在必要なデータを収集し論文にまとめている。DAG探索アルゴリズム研究の目的は高精度な遺伝子ネットワーク推定であるため、連続値モデルの実装が必要である。発表論文では並列アルゴリズムの開発に焦点を置いていたため、すべて離散モデルによる実装である。従って上述の新アルゴリズム実装を用いて、連続値版のスコアであるBNRCの最適DAG探索アルゴリズムの実装を行い、著者らのウェブサイト上で京互換機向け及びヒトゲノム解析センター向けのバイナリを公開した。平成27年度の研究により2次元トーラスネットワーク向けアルゴリズムで現在の並列規模では十分な性能が得られることがわかった。またメモリを予想より大量に使用することもわかり、そのため現時点では3次元化のメリットは少ないと考えている。一方、離散モデルではなく、連続値モデルによる実データへの応用の重要性を感じており、平成28年度は、この対応を進める。現在の大型計算機のほとんどは、いわゆるPCクラスタであり、内部ネットワークはfat tree型が主流である。一方でトーラスネットワーク構造を採用している大型計算機は京とその互換機など一部の超高性能なものに限られる。

したがって、実データへの応用を考えた場合、本アルゴリズムを利用できるユーザは限られてしまう。当初の目標はすでに達成できているため平成28年度は一般的なPCクラスタにおいても高効率な高並列化が可能かどうか検討したい。これまでの研究からトーラスネットワーク向けに考案したデータ分割方法がfattree型のPCクラスタにおいても、高速化に有効ではないかとの着想を得ている。具体的には、トーラスネットワーク向けアルゴリズム同様にデータを分割する一方で、データを隣接通信を用いてバケツリレー式に配送するのではなく、必要な計算ノードに直接point-to-pointで配送するのである。これならば既存アルゴリズムのような全対全通信を避けられるのでfat tree型のPCクラスタでもある程度までは高効率な高並列化が可能だと期待している。バイオインフォマティクス
移行期の女性達(思春期・子育て期・更年期)のヘルスプロモーションモデルの構築

生涯を通した女性の健康を考えるとき、思春期・子育て期・更年期という移行期は役割や心身の健康状態に変化がみられる重要な時期である。本研究は、この移行期にある女性達の心身の健康状態とその関連因子を明らかにし、女性の人生におけるヘルスプロモーションモデルの構築を目的として行った。更年期の母と思春期にあるその娘(高校生)2組の面接調査による予備調査に続き、更年期の母と思春期にあるその娘各々2199人の母娘2199組、および子育て期の女性901人を対象に質問紙を配布し、思春期女性331人、更年期女性403人、子育て期女性437人から回答を得た。研究変数は、「健康状態」、「健康関連行動」、「関係性」、「自覚的健康観」、「ストレス状況」であり、健康状態については、3時期に共通して最も多い症状は「肩や首筋がよく凝る」であった。得られたヘルスプロモーションモデルは以下の通りである。思春期女性の健康状態は、母との関係性(葛藤)、自覚的健康観、ストレス状況、健康関連行動により計18.2%が説明された。更年期女性の健康状態は、自覚的健康観、ストレス状況、関係性(葛藤)、関係性(サポート)により計25.1%が説明された。子育て期女性の健康状態は、夫との関係性(葛藤)、ストレス状況、健康関連行動、自覚的健康観、夫との関係性(深さ)により計27.8%が説明された。以上のことから、移行期3時期ごとの健康状態や関連要因の特徴をふまえたヘルスプロモーションのための介入が必要であることが示唆された。また更年期と思春期ではヘルスプロモーションモデルは異なるが、相互の関係性が相互の健康状態に影響しており、母娘をペアで捉えたアプローチ法の必要性が示唆された。さらに、3時期に共通している症状の緩和へのアプローチも必要であろう。平成11年度は、思春期・子育て期・更年期の各女性の健康、ならびに思春期と更年期の母娘の健康をペアで捉えている国内外の研究を、過去10年間に渡って検索した。用いたキーワードは「更年期」「思春期」「女性」「健康」「ヘルスプロモーション」「ライフスタイル」などであり、検索源は医学中央雑誌、Medline、Chinalを用いた。その結果、該当文献は85件であり、うち研究論文72件、調査報告1件、総説12件であった。文献を要約し統合した結果、以下の5点が明らかとなった。1.移行期の女性たちの健康は、身体的・心理的自覚症状、自尊感情などの自己概念、生活スタイル、あるいはその人の健康の捉え方や体験など、主として女性達の認識を通して捉えられている。また、血液組成など生化学的に健康を捉えている文献も見られている。女性達が心身の健康を考える時、「元気」と「健康」の言葉を用いて、疾患の有無に加えて、よりよい健康状態であることも含まれている。2.健康に関連する要因として、個人特性(年齢・民族・勤労など)、他者との関係性、対処行動、情報の質と量、サポートなどがあり、これらは健康促進因子と阻害因子、あるいは健康促進行動決定因子などに分けられる。母親と娘をペアで捉えた場合、相互の健康状態や関係性が相互に関連し合っている。3.人々が日常生活の中で実施している健康促進行動には、運動、食事の改善、リラクゼーション、衛生面の留意、服薬などがあり、これらは疾病予防、ストレス緩和、健康増進などを目的とし行われている。

4.健康促進のための看護介入プログラムとして、健康に関する情報やリラクゼーション方法の知識提供による行動変容プログラムなどがみられている。しかし、移行期の女性達が実際に体験している症状をコントロールするための評価研究はあまりみられていない。5.今までの研究は、女性の健康とその関連要因の実態把握であり対象理解を主としている。平成12年度は、移行期の女性のヘルスプロモーションに関連する変数、およびその測定用具の選定を行った。平成11年度の文献検討で明らかになった変数(健康状態、ライフスタイル、リスク行動、健康促進行動、関係性、ソーシャルサポート、ストレス、自尊心)を測定する用具の選定にあたり、測定している対象、測定内容、信頼性、妥当性、結果の解釈などを細かく分析した。最終的に、平成13年度に実施する調査においては、(1)健康状態、(2)健康関連行動、(3)特定の関係性、(4)ストレス状況、(5)人口統計学的データ(自覚的健康状態、リスク行動、社会的ネットワークなどを含む)を移行期の女性のヘルスプロモーションに関連する変数として選択した。測定用具は、それぞれ(1)Cornel Medical Index、(2)Health Promoting Lifestyle Profile II、(3)Quality of Relationships Inventory、(4)暮らしのできごと質問紙、(5)人口統計学的データ調査用紙を用いることにした。一方、更年期の母と思春期の娘3組を対象に、健康の捉え方、自己および相互の健康状態の捉え方、健康行動についてインタビューを行った。健康行動には、更年期・思春期でそれぞれの特徴が見られたが、健康の捉え方に関しては母娘で共通しており、生活との関連で捉えようとしていた。このインタビューを通して、移行期の女性のヘルスプロモーションを捉える変数が妥当であることと、移行期(更年期・思春期)にある母とその娘を一組としてみていくことの意義を確認した。平成13年度は、更年期の母と思春期にあるその娘(高校生)各々2199人の母娘2199組、および子育て期の女性901人を対象に質問紙を用いて調査を実施し、思春期女性331人、更年期女性403人、子育て期女性437人から回答を得た。この中には、295組の思春期女性と更年期女性の母娘が含まれていた。研究変数としては、「健康状態」及び関連する要因として「健康関連行動」、「関係性」、「自覚的健康観」、「ストレス状況」を調査し、以下のようなヘルスプロモーションモデルが得られた。思春期女性の健康状態は、関係性(葛藤)、自覚的健康観、ストレス状況、健康関連行動により18.2%説明された。更年期女性の健康状態は、自覚的健康観、ストレス状況、関係性(葛藤)、関係性(サポート)により25.1%説明され、健康関連行動は健康状態を説明しなかった。子育て期女性の健康状態は、関係性(葛藤)、ストレス状況、健康関連行動、自覚的健康観、関係性(深さ)により27.8%説明された。思春期と子育て期では、関係性が健康状態を最も説明していた。本研究では、思春期では母との関係性、子育て期では夫との関係性を捉えている。思春期、子育て期の健康状態を改善するためには、関係性へのアプローチの検討も必要である。一方、更年期女性では自覚的健康観が健康状態を最も説明しており、自覚的健康観へのアプローチの検討が今後の課題である。以上のことから、移行期3時期ごとの健康状態や関連要因の特徴をふまえたヘルスプロモーションの介入が必要であることが示唆された。
糖尿病患者における血栓形成亢進機序の解明と簡便な血小板凝集能の検査法の確立

血小板の細胞内情報伝達機構の視点より、血小板凝集能亢進と最も相関が良く、普遍性の高い情報伝達物質を同定することおよび簡便かつ安定した測定検査法を確立することを目的とし、154例のII型糖尿病患者において解析し検討した。主要な生活習慣病として知られる糖尿病の合併症はいずれも全身性の細小血管障害によるものと考えられているがその血管障害の機序に関しては未だ判然としていない。これら血管障害の発症は血栓形成がそのトリガーであると考えられているが、最近、血栓形成において中心的役割を担う血小板の凝集能が糖尿病の患者において亢進していることが報告された。しかし外来受診において通常の血小板凝集能検査は煩雑であり、その亢進を適確に推測できるより利便性の高い指標の確立が求められている。糖尿病発症の早期より凝集能亢進を捉え、安全・確実な血小板機能の制御を実施することの重要性は血管障害の予防およびその治療、ひいては総国民医療費抑制の観点から論を待たないが、その手順は残念ながら確立されているとは言い難い。今回、血小板の細胞内情報伝達機構の視点より、血小板凝集能亢進と最も相関が良く、普遍性の高い情報伝達物質を同定することおよび簡便かつ安定した測定検査法を確立することを目的とし、154例のII型糖尿病患者において解析し検討した。血小板は血管が損傷を受けると速やかに粘着・凝集反応を起こし、この結果、血栓が形成され血管損傷部位が塞がれる。この生理的な止血機構において血小板が中心的な役割を担っていることは周知のことである。一方、種々の病態において病的な血栓形成がその発症のトリガーであると考えられており、この病的血栓形成においても血小板が重要な役割を果たしていると推測されている。しかし、その病的血栓形成の機序の詳細は未だ明らかではない。外的環境変化に対し生体は迅速に応答・適応し、そのホメオスターシスを維持する。これら環境要因の変化に対する生体の応答反応をストレス応答と呼んでいるが、ストレス応答の際、組織・細胞レベルで誘導される一連の蛋白質が誘導されることが知られ、これをheat shock protein(HSP)あるいはストレス蛋白質と総称している。HSPはその分子量によって、高分子量HSPと低分子量HSPの2つのグループに分けられている。HSP27は低分子量HSPファミリーの一員であり、血管平滑筋および血小板を含む種々の組織に存在することが報告されている。しかしHSP27をはじめとする低分子量HSPの生理的および病態における役割の詳細は未だ明らかとされていない。しかしHSP27の生理的および病態における役割の詳細は未だ明らかとされていない。今回、コラーゲン刺激による血小板活性化を、p44/p42 MAP kinaseとHSP27との関連において検討した。その結果、コラーゲンはp44/p42 MAP kinaseを活性化し、この下流においてHSP27をリン酸化すること、さらに、このシグナル伝達を介し血小板顆粒分泌およびsCD40L遊離を惹起することを明らかとした。
機能できる骨を新生する手法の開発〜骨吸収を知る

本年度は、昨年度に確立された異所性骨形成モデルから、異所性骨形成を安定した形で誘導し、経時的に異所性において形成された骨が吸収されにくいという事実を考察、検討することを目標に研究を進めた。さらに、異所性に形成した骨を同一個体で移植し、その動態を観察した。これら移植後の骨の形成、あるいは吸収動態は分析中であり、今後も研究を続行する予定である。コラーゲンを担体とした埋植においては、4週にてペレットの大部分の吸収を認めたが、ごくわずかながら皮質骨様の構造が残留、摘出できた。吸収の際のリモデリングにてこのような構造の安定した骨が形成されることは興味深い結果であり、担体の物性によって吸収のコントロールが可能であるか否かは課題となった。今後、さらにこの骨の構造や特性を分析していく予定である。本年度はラットの異所性骨形成モデルの確立、さらにこれを用いて異所性に形成された骨の吸収の動態を追い、吸収抑制の方法を検討することを目標に研究を進めた。ラット皮下埋植における異所性骨形成を誘導するモデル確立のためには、大腸菌由来のrecombinant human bone morphogeneticprotein(rhBMP-2)を試用し、代表者らがこれまでに多く用い、担体として安定したデータを得ているfibrous glassmembrane(FGM)を担体とした。4週齢の雄ラット背部皮下にrhBMP-2を凍結乾燥により含浸させたサンプルを埋植し、3週目に屠殺、サンプルを摘出して検討した。大腸菌由来のrhBMP-2では、生体由来のものに比べ異所性骨誘導はやや劣るものの、容量依存的に明らかに骨を形成した。さらに確立モデルを利用し、異所性骨形成の長期経過を追い骨吸収の動態について検討したところ、異所性骨形成にも関わらず、吸収の転機をとる様子が低い頻度でのみ観察され、吸収は予想に反して活発ではないことが明らかになった。生化学的分析による検討は現在進行中である。以上より、本年度は異所性骨形成モデルを確立し、異所性骨形成を安定した形で誘導し、経時的に異所性にて形成された骨は吸収しにくいという結果を得た。本来なら骨が存在しない部位において機能していない骨は吸収されていくという予想に反しリモでリングは吸収と形成のバランスがとられていたことと推測されるが、この機序についての考察を深め、吸収とはなぜおこるのかを再度検討する課題が次年度の目標となった。
情報技術と製造技術の共進的内生化過程分析-大連シリコンバレー企業追跡実験

本研究では、ITの持つ自己増殖的な高機能化メカニズムの製造技術に与える影響に注目し、a) ITと製造技術のそれぞれの性格形成過程における共進的内生化メカニズムの解明, b)日本企業のイノベーション軌道を好循環に導く、企業間・産業間および国内外の外部技術と独自技術開発との最適融合条件の解明, c)以上をもたらす国・産業・企業の共進的内生化特性・属性の変容、を日本および中国の製造業を中心とした企業群を対象に分析する。それらの分析結果を基に、ITの進化・深化がもたらしたポスト情報化社会に適した企業の技術経営システムを提言する。1.平成21年度(2009年)は、3年計画の初年度として、基礎研究のレビュー及び国際的な研究ネットワークの構築を図ると共に、研究の理論面の構築に重点的に傾注。2.以上の研究の一環として、8月に中国の大連理工大学において、国内および中国の研究協力者の参加による研究打合せを実施。同会を通じて、博士課程時から一貫した問題意識のもとで構築してきた学際的なネットワークを整備・発展。3.また、アジア随一のIT先進国であるシンガポールをベンチマークとした課題研究の進展を目的に、シンガポール国立大学の先端研究者とのワークショップを通じて、アジア地域を包括する国際協力体制を構築4.以上の結果、次のような注目すべき見解を得、命題解明への基本的知見を取得。(1)ポスト情報化社会に向けてのイノベーションは、供給者と需要者・競争者間の相互作用から生まれる外部効果を企業内に取り込み、伝統的な内部技術の有する強みと融合させつつ共進的に発展させるやり方を基本とするハイブリッド技術経営が鍵(2)現在加速的発展を続ける中国経済は「新興市場が生まれ、発展していくグローバルな経済活動の縮図」として研究の加速が期待(3)中でも国籍・領域・戦略等の多様な属性のハイテク企業が集積し、そのハイブリッド効果が凝縮する「ハイブリッド技術経営の凝縮体」である大連ハイテクパークの役割は大5.以上の見解を元に、順次アンケート調査,フィールドサーベイの実施、学会での成果発表および国際学術誌への投稿を予定。1.平成22年度(2010年)は、3年計画の研究の2年目として、21年度までに行った研究体制の構築およびミクロ・マクロ分析手法のレビューをベースに、構築した国際的な研究ネットワークをフルに活用して、深化分析・比較評価を行うことを目的とした。2.以上の研究の一環として、中国の共同研究者を日本に招へいしてのWorkshopを実施した他、10月に研究・技術計画学会において「大連ハイテクパークにおける日・中企業の共進的内生化過程分析」を発表したことをはじめ、共同研究者共々テーマに即した学会発表を実施。3.また、日本・中国の共同研究者との協議において、先進国(日本)、新興国(中国)および発展途上国(エジプト)の3国間のマクロ・ミクロ両面からのIT活用状況の比較を行うことの有効性を確認し、3国間の研究体制を構築。年度内のエジプト現地に赴いての実施踏査、データ収集・解析を計画。4.2011年2月に予期せぬエジプト情勢の急速な悪化が発生。新政権の樹立により政治的に安定した翌年度の2012年2月に現地踏査を実施。5.以上の結果、次のような注目すべき成果を得た。(1)中国のITの発展は目覚ましく、その普及過程において利用者の旺盛な学習と相俟って、自己増殖的に高機能化し、併せて日本企業からのアウトソーシング需要などがそれを活性化。(2)需要サイドの要求は、従来のコストパフォーマンス重視から、質的な要求への高度化しており、供給サイドにおいても日本的な情報処理・管理システムの発展が期待。(3)以上の成果は、エジプトでの実地踏査による比較により多角的に検証した結果、類似プロセスが観察。1.平成23年度(2011年)は、3年計画の研究の最終年として、22年度までに行ったミクロ分析・深化分析・マクロ分析及び現地踏査、経年観測をベースに、構築した国際的な研究ネットワークをフルに活用して、総合分析・比較評価を行った上でとりまとめを実施。2.以上の研究の一環として、エジプトを訪問した機会に、日本・中国・エジプトの先進国・新興国・発展途上国の三者間比較研究について、現地専門家と議論を行ったほか、10月に研究・技術計画学会において、「先進国と新進国の共進的内生化過程比較実証分析」をはじめ、共同研究者共々テーマに即した学会発表を実施。また、中国の共同研究者を日本に招へいしてのWorkshopを実施することで、特定課題に視点を据えた多層的な深化検討を行い、総合分析・比較評価を補完。3.以上の結果、次のような注目すべき成果を得、命題解明への基本的知見を取得。

(1)中国のITの発展は目覚ましく、その普及過程において利用者の旺盛な学習と相侯って、自己増殖的に高機能化し、併せて日本企業からのアウトソーシング需要などがそれを活性化。(2)このような需要サイドに触発された要求機能の高度化に応えるべく、供給サイドにおいても、日本固有のタイト・クローズドな通信事業者(オペレーター)・機器メーカー(ベンダー)間の連携が共進的に働き、共進化が発現。(3)需要・供給両面における二重の共進ダイナミズムが製造業のイノベーションを誘発し、そのコア技術やビジネスモデルの革新への触媒的機能は、広く技術の浸透過程における性格形成を推進。(4)以上に伴い、中国成長へのITの貢献は企業・消費者両面に浸透。(5)一方、発展途上国たるエジプトにおけるITの貢献は現在限定的であり、今後のさらなる発展。4.以上の成果は国内外学会に発表すると共に、国際学術誌に投稿し、最終取りまとめに収束。
交感神経活動の加齢変化に関するニューログラム解析

加齢がヒトの交感神経活動に及ぼす影響を明確にすることを目的として,異なる年齢層の被験者を対象として,筋交感神経活動(MSNA),および皮膚交感神経活動(SSNA)をニューログラム法により観察し,加齢が基礎活動と反応性に及ぼす影響を観察した.1.41人の健康男性を対象として加齢がMSNAの基礎活動と反応性に及ぼす影響について解析した.基礎活動は加齢と共に上昇し,年齢との間には正の相関が,起立負荷に対する反応性は加齢とともに減弱し年齢との間には負の相関が成立した.2.若年群では40名の男子,25名の女子(2125歳),高齢者群では8名の男性と7名の女性(6578歳)を対象として加齢がMSNAの基礎活動と体位変換時の反応性の性差に及ぼす影響について解析した.若年者におけるMSNAの性差は加齢に伴い消失した.3.16人の若年群と10人の高齢者群を対象として,加齢が体位変換時のMSNAの血圧制御に及ぼす影響について解析した.高齢者では体位傾斜角度が立位に近づくと急激に血圧が上昇するが,若年者においてはそのような現象はみられず,両者は線型関数を形成した.4.1967歳の16名を対象として,中立温での頚下水浸によるMSNAの抑制反応に及ぼす影響について解析したところ,MSNAの抑制率は加齢とともに低下した.5.高齢者における睡眠時無呼吸時のMSNAについて3名の高齢者を対象として解析したところ,無呼吸期間においてMSNAの著明な増加が観察された.6.高齢者におけるSSNAと効果器反応について70歳の高齢者で検討したところ,発汗,皮膚血流量低下などの効果器反応が減弱していた.加齢により交感神経活動に対する効果器反応が低下し,交感神経の基礎活動が亢進する.若年者においては負荷が加わっても恒常性が保たれるが,高齢者においては効果器の反応が低下するため,恒常性に破綻を来しやすいと考えられる.加齢がヒトの交感神経活動に及ぼす影響を明確にすることを目的として,異なる年齢層の被験者を対象として,筋交感神経活動(MSNA),および皮膚交感神経活動(SSNA)をニューログラム法により観察し,加齢が基礎活動と反応性に及ぼす影響を観察した.1.41人の健康男性を対象として加齢がMSNAの基礎活動と反応性に及ぼす影響について解析した.基礎活動は加齢と共に上昇し,年齢との間には正の相関が,起立負荷に対する反応性は加齢とともに減弱し年齢との間には負の相関が成立した.2.若年群では40名の男子,25名の女子(2125歳),高齢者群では8名の男性と7名の女性(6578歳)を対象として加齢がMSNAの基礎活動と体位変換時の反応性の性差に及ぼす影響について解析した.若年者におけるMSNAの性差は加齢に伴い消失した.3.16人の若年群と10人の高齢者群を対象として,加齢が体位変換時のMSNAの血圧制御に及ぼす影響について解析した.高齢者では体位傾斜角度が立位に近づくと急激に血圧が上昇するが,若年者においてはそのような現象はみられず,両者は線型関数を形成した.4.1967歳の16名を対象として,中立温での頚下水浸によるMSNAの抑制反応に及ぼす影響について解析したところ,MSNAの抑制率は加齢とともに低下した.5.高齢者における睡眠時無呼吸時のMSNAについて3名の高齢者を対象として解析したところ,無呼吸期間においてMSNAの著明な増加が観察された.6.高齢者におけるSSNAと効果器反応について70歳の高齢者で検討したところ,発汗,皮膚血流量低下などの効果器反応が減弱していた.加齢により交感神経活動に対する効果器反応が低下し,交感神経の基礎活動が亢進する.若年者においては負荷が加わっても恒常性が保たれるが,高齢者においては効果器の反応が低下するため,恒常性に破綻を来しやすいと考えられる.〔目的〕骨格筋内の末梢血管低抗と全身血圧の調節に重要な筋交感神経活動の加齢変化をヒトにおいて明らかにすることを本研究の目的とした.〔対象の方法〕大学生,教室員およびスポーツ教室に通う健康な老人を含む10歳代から60歳代までの健康成人延べ20名を対象とした.被験者に研究の内容を詳細に説明した後,書面による同意を得た上で実験を行なった.名古屋大学環境医学研究所設置の準無重量実験装置(水浸装置)と同装置内に設置の体位傾斜台を用いて実験を行なった.水浸装置内の体位傾斜台上で背臥位を保つ被験者の膝窩部で一側の脛骨神経から下腿三頭筋支配の交感神経節後遠心線維の発射活動をタングステン微小電極によりニューログラムとして導出,同定して,安静臥位での基礎活動を測定した後,立位までの受動的な起立負荷をした際の活動性の変化を観察した.次に,頚の高さ迄の段階的な中立温(水温約34°C)の水浸時におけるその活動性の変化を経時的に観察した.上記の測定結果をもとに,被験者の年齢と筋交感神径活動との関係を解析した.〔結果〕1.筋交感神経の臥位での基礎活動は加齢と共に上昇した.2.臥位から立位への受動的な起立負荷によって筋交感神経活動は促進されたが,この反応性は加齢と共に低下した.3.起立位での筋交感神経活動は頚までの中立温水浸によって抑制されたが,この抑制反応は加齢と共に低下した.

〔考察〕加齢による筋交感神経の基礎活動の上昇には血管の加齢変化の伴う圧受容器からの抑制性入力の減少が関与すると思われる.この活動の起立負荷時の促進反応と水浸時の抑制反応の加齢による低下の機序の一部にも重力に関係する圧受容器反射の加齢変化が関与すると思われる,〔結論〕ヒトの筋交感神経活動は加齢による影響を強く受け,加齢と共にその基礎活動が上昇するのに対して,重力に依存するその反応性は加齢と共に低下することが明らかとなった.加齢がヒトの交感神経活動に及ぼす影響を明確にすることを目的として,異なる年齢層の被験者を対象として,筋交感神経活動(MSNA),および皮膚交感神経活動(SSNA)をニューログラム法により観察し,加齢が基礎活動と反応性に及ぼす影響を観察した.1.41人の健康男性を対象として加齢がMSNAの基礎活動と反応性に及ぼす影響について解析した.基礎活動は加齢と共に上昇し,年齢との間には正の相関が,起立負荷に対する反応性は加齢とともに減弱し年齢との間には負の相関が成立した.2.若年群では40名の男子,25名の女子(2125歳),高齢者群では8名の男性と7名の女性(6578歳)を対象として加齢がMSNAの基礎活動と体位変換時の反応性の性差に及ぼす影響について解析した。若年者におけるMSNAの性差は加齢に伴い消失した.3.16人の若年群と10人の高齢者群を対象として,加齢が体位変換時のMSNAの血圧制御に及ぼす影響について解析した.高齢者では体位傾斜角度が立位に近づくと急激に血圧が上昇するが,若年者においてはそのような現象はみられず,両者は線型関数を形成した.4.1967歳の16名を対象として,中立温での頚下水浸によるMSNAの抑制反応に及ぼす影響について解析したところ,MSNAの抑制率は加齢とともに低下した.5.高齢者における睡眠時無呼吸時のMSNAについて3名の高齢者を対象にして解析したところ,無呼吸期間においてMSNAの著明な増加が観察された.6.高齢者におけるSSNAと効果器反応について70歳の高齢者で検討したところ,発汗,皮膚血流量低下などの効果器反応が減弱していた.加齢により交感神経活動に対する効果器反応が低下し,交感神経の基礎活動が亢進する.若年者においては負荷が加わっても恒常性が保たれるが,高齢者においては効果器の反応が低下するため,恒常性に破綻を来しやすいと考えられる.
哺乳類細胞における浸透圧ストレス受容・応答機構の解明（国際共同研究強化）

今年度は年度末に渡米し、海外共同研究者であるDr. Herrの研究室を訪問し海外における研究を開始した。Dr. Herrと滞在期間である向こう半年間における実験計画の確認と内容の改善を行った。具体的な内容としては、シングルセルウェスタン法という最先端のシグルセル解析技術を利用して、浸透圧を中心としたストレスを細胞に処置した際の1細胞におけるタンパク質の量・翻訳後修飾(リン酸化等)の定量的検出を行い、個々の細胞の表現型(ストレス応答)と関連づける。解析対象とする注目タンパク質は、これまでの基課題におけるスクリーニングで申請者が独自に同定した浸透圧応答分子や、基課題の中心的解析対象であるASK3、NFAT5に設定した。注目タンパク質の過剰発現及びノックダウンを行うことで、個々の細胞に発現するタンパク質の量を能動的に変化させ、その発現量と表現型の相関をシングルセルレベルで検証する。また、注目するタンパク質の間の関係にも注目し、1細胞内で互いのタンパク質の量や翻訳後修飾に正または負の相関がないか検証する。また、近年注目されている浸透圧ストレスと免疫細胞の活性化についても同様にシングルセル解析を行い、免疫細胞が浸透圧ストレス依存的に活性化されるメカニズムの解析も行う。これらの解析により、申請者が解明を目指している浸透圧シグナル伝達分子と細胞と応答の因果関係について、細胞集団を対象とした既存のウェスタンブロット法などでは解析できない深さでの実証を行う予定である。計画通りに年度末に海外共同研究者の元に渡航し、研究を開始した。順調に渡航できたため、以前から海外共同研究者と相談していた研究内容について実施に移す。具体的には海外共同研究者の開発したシングルセルウェスタン法を用いて、申請者が解析してきた浸透圧ストレス応答に関与する分子の挙動を個々の細胞レベルで解析する。具体的な内容としては、シングルセルウェスタン法という最先端のシグルセル解析技術を利用して、浸透圧を中心としたストレスを細胞に処置した際の1細胞における複数のタンパク質の量・翻訳後修飾(リン酸化等)の定量的検出を行い、個々の細胞の表現型(ストレス応答)と関連づける。さらに、近年注目されている浸透圧ストレスと免疫細胞の活性化についても同様にシングルセル解析を行い、免疫細胞が浸透圧ストレス依存的に活性化されるメカニズムの解析も行う。これらの解析により、申請者が解明を目指している浸透圧シグナル伝達分子と細胞と応答の因果関係について、細胞集団を対象とした既存の方法では解析できない深さでの実証を行う。内定年度:2015本年度は未だ渡航をしておらず、実質的な海外共同研究は開始していない。来年度の渡航に向けて具体的な研究計画や渡航の予定などを渡航先と調整した。計画通り、来年度末に渡航を予定している。既に具体的な研究計画や渡航の予定などを渡航先と調整を進めており、予定通りに渡航できる見通しである。来年度行う国際共同研究では、シングルセルウェスタン法という最先端のシングルセル解析技術を開発した研究室に滞在し、その技術の理解と習得、実施を中心的な目的に据えている。具体的な研究の実施手順としては、申請者が来年度3月末にUniversity of California, BerkeleyのDr. Herrのもとに渡航し、Herr教授の指導のもとシングルセルウェスタン法の手技を習得する。そのまま半年間、先方の研究室の設備を利用して当該研究を進める。研究内容は、浸透圧などのストレスを負荷した細胞についてシングルセルウェスタンを行い、1細胞のタンパク質の量・翻訳後修飾(リン酸化等)の定量的検出を行い、その細胞の表現型と対応づける。解析対象とする注目タンパク質としては、これまでの基課題で同定している浸透圧応答分子群やASK3、NFAT5を予定している。注目タンパク質の過剰発現やノックダウンも行い、能動的に量のバリエーションを変化させた場合の表現型や他の注目タンパク質の挙動についても検討を行う。これらの解析により、申請者が解明を目指している浸透圧シグナル伝達分子と細胞応答のつながりについて、既存の細胞集団を対象とした解析技術では到達できない深さで実証を行う。

順調に渡航できたため、以前から海外共同研究者と相談していた研究内容について実施に移す。具体的には海外共同研究者の開発したシングルセルウェスタン法を用いて、申請者が解析してきた浸透圧ストレス応答に関与する分子の挙動を個々の細胞レベルで解析する。具体的な内容としては、シングルセルウェスタン法という最先端のシグルセル解析技術を利用して、浸透圧を中心としたストレスを細胞に処置した際の1細胞における複数のタンパク質の量・翻訳後修飾(リン酸化等)の定量的検出を行い、個々の細胞の表現型(ストレス応答)と関連づける。また、注目するタンパク質の間の関係にも注目し、1細胞内で互いのタンパク質の量や翻訳後修飾に正または負の相関がないか検証する。さらに、近年注目されている浸透圧ストレスと免疫細胞の活性化についても同様にシングルセル解析を行い、免疫細胞が浸透圧ストレス依存的に活性化されるメカニズムの解析も行う。これらの解析により、申請者が解明を目指している浸透圧シグナル伝達分子と細胞と応答の因果関係について、細胞集団を対象とした既存の方法では解析できない深さでの実証を行う。
骨細胞による新たな骨芽細胞制御機構の解明

加齢等の要因により骨量が低下すると骨粗鬆症を発症し、骨折しやすい状態となる。現在、骨の形成を促進する科学的根拠に基づいた有効な手段はほとんど存在しないことから、本研究では新たな骨形成の分子メカニズムを明らかにし、骨形成促進を可能にする新規手法の分子基盤の確立を目指した。骨代謝を制御する細胞の一つである骨細胞においてシグナル伝達因子PI3Kを欠損したマウスでは骨を形成する骨芽細胞の分化が抑制されるという知見を基に、骨細胞による骨芽細胞分化のメカニズムを分子レベルで明らかにすることに成功した。従って、本研究成果で明らかにしたメカニズムに立脚した将来的な新規骨形成促進薬の開発が期待される。骨の恒常性は、骨形成を担う骨芽細胞、骨吸収を担う破骨細胞、その両細胞を制御する骨細胞の働きによって維持されている。骨細胞特異的IA型PI3Kノックアウトマウスの解析から、骨細胞による新たな骨芽細胞の制御メカニズムの存在が示唆されたため、この新たなメカニズムを解明することを本研究の目的とする。骨細胞特異的ノックアウトマウス作成にあたってはDMP-1遺伝子のプロモーター制御下でCreを発現するマウスを用いたが、DMP-1は骨細胞だけではなく、骨芽細胞分化の後期でも発現する可能性があり、骨細胞特異的IA型PI3Kノックアウトマウスにおける骨芽細胞形成不全とそれに伴う骨形成異常は、分化後期の骨芽細胞でPI3K遺伝子が欠損してしまった可能性を否定する必要がある。そのため、in vitroの骨芽細胞分化系で培養したノックアウトマウス由来の骨芽細胞における遺伝子発現について網羅的に解析したところ、骨芽細胞の分化や機能に重要な遺伝子や骨芽細胞による石灰化に異常は認められなかった。この結果は、骨細胞特異的IA型PI3Kノックアウトマウスにおける骨形成異常が、骨芽細胞の細胞自律的な異常ではなく、骨細胞による骨芽細胞分化の制御に異常をきたしていることを強く示している。骨細胞による骨芽細胞制御メカニズムの一つにGap junctionによる制御が知られている。骨細胞特異的IA型PI3KノックアウトマウスにおけるGap junctionの形成を評価するため、骨細胞特異的IA型PI3KノックアウトマウスとEGFPを発現するレポーターマウスとを交配したマウスを作成、共焦点顕微鏡による骨細胞ー骨芽細胞間のGap junctionの形態学的解析を行っている。レポーター遺伝子を組み込んだ骨細胞特異的ノックアウトマウスの作成も終了し、Gap junctionの形成に関する評価も予定通り行われている。今後は、サンプル数を増やすことで最終的な結論を導く。分泌因子を介した骨細胞による骨芽細胞の制御に関するメカニズムについては、当初の解析予定分子が機能的に意義のある分子ではないことを明らかにし、かつ網羅的な遺伝子発現解析から新たな候補遺伝子の探索に成功している。これまで、骨細胞による骨芽細胞の制御メカニズムとして、骨細胞ー骨芽細胞間のGap junctionを介する制御と骨細胞が産生するWnt経路の制御分子による骨芽細胞制御が報告されてきた。申請者が作成した骨細胞特異的IA型PI3Kノックアウトマウスでは、骨芽細胞数が劇的に減少するため骨形成が著しく障害され、重度の骨粗鬆症を発症することが判明している。本年度は、ノックアウトマウスにおける骨細胞ー骨芽細胞間のGap junctionについて詳細な解析を行うため、骨細胞特異的IA型PI3KノックアウトマウスとCreリコンビナーゼが発現する細胞でEGFPを発現するCAG-CAT-EGFPマウスを交配したマウスを作成、骨細胞ー骨芽細胞間のGap junctionの形態学的解析を実施した。その結果、野生型マウスと比較して骨細胞特異的PI3KノックアウトマウスのGap junctionに形態学的な異常は認められず、このノックアウトマウスにおける骨芽細胞分化の抑制はGap junctionを介した制御ではないことが示唆された。この結果から、骨細胞が産生する何らかの液性因子の発現変化が骨芽細胞分化を制御する可能性が考えられたため、ノックアウトマウスの骨組織からRNAを抽出し、RNA-seq解析を実施した。野生型マウスならびにノックアウトマウス間で既知の液性因子の発現について比較解析を行ったところ、両者間で優位に発現が変動する35遺伝子の抽出に成功した。この35遺伝子のcDNAをクローニングし、それぞれを骨芽細胞前駆細胞に過剰発現させ、骨芽細胞分化に与える影響について解析を行ったところ、4因子が骨芽細胞の分化を抑制もしくは促進することを明らかにした。当初の予定通りに研究を進めていく。今後、さらにノックアウトマウスの解析数が増えることで、より強固な証拠が期待されるほか、幅広い解析手段の選択につながることから、現状よりも進行を早めてノックアウトマウスを用いた解析を進める。

骨代謝学、細胞生物学当初の予定よりノックアウトマウスの作成に時間がかかったため、その分マウス管理維持費が少なかった。その分次年度は飼育数が増えることが予想されるため、繰り越し分を充当する。また、それに伴ってGap junctionに関する解析開始が遅れたため、今年度予定していた解析が若干後ろにずれることとなったため、Gap junction解析に要する研究費を繰り越すに至った。繰り越し分は、当初の予定通りマウスの飼育管理費並びにGap junctionの解析費用に充てる。
地域互助機能を活用した介護予防活動の身体的・心理社会的効果と医療経済的効用

本研究では、運動指導を行う高齢者地域リーダーを養成し、高齢者地域リーダーによる自主的な介護予防活動の効果について検討するとともに、介入効果をもとに医療経済的な観点より費用効果分析を行う。具体的には、協力の得られた既存の地域互助組織に対し、1地域互助機能がある組織を基盤としたpeer-ledclassesにより、3ヶ月間の前向き予防介入を行い、身体的・心理社会的機能の側面から介入効果を検証、2介入結果をもとに、医療費及び介護保険料抑制効果を試算する。そして、地域互助組織を活用した自主的な介護予防活動の実施に向けた具体策及び医療経済的利点を提示する。
慢性疾患患児の学校生活に関する家族のコミュニケーション能力を高める教育プログラム

慢性疾患患児の学校生活に関する家族のコミュニケーション能力に含まれる因子およびその影響要因を明確にし、コミュニケーション能力を高めるための教育的な支援を行うことを目的に本研究を行った。慢性疾患患児の家族10名を対象とした調査により、学校とのコミュニケーション能力に含まれる因子、影響要因には、親からのアプローチの工夫、子どものセルフケア能力、学校側の受け入れ、医療者からの支援があったと分析された。この結果から、調査前に作成したコミュニケーション能力に関する概念モデルに修正を加えた。本研究の目的は、慢性疾患患児が通常の学校において学校生活が円滑に進められるために、患児の家族に対する学校関係者や医療者とのコミュニケーション能力を高める教育プログラムを開発することである。研究期間に取り組む研究課題は、以下の3つである。1慢性疾患息児の学校生括に関する家族のコミュニケーション能力獲得のプロセスと影響要因を明らかにする。21をもとに家族のコミュニケーション能力に関する概念モデルを作成する。32をもとに家族への教育プログラムを開発・試行・評価する。平成24年度は、1慢性疾患患児の学校生活に関する家族のコミュニケーション能力の実際とその影響要因を明らかにする、21の結果から、慢性疾患患児の学校生活に関する家族のコミュニケーション能力の概念モデルを検討するという目的で、面接調査を実施した。対象は、慢性疾患のため学校での配慮が必要な、通常の学校に通学している小学生以上の子どもの母親であり、7名から面接データを得る予定で、平成25年3月時点で調査実施中である。調査の経過中であるが、一部の対象についてのデータを学会で報告する予定で準備した。平成25年度は、平成24年度から継続して、慢性疾患患児の家族が学校との話し合いを行う際の、コミュニケーションに影響した要因を明らかにする目的のために面接調査を実施した。対象者は、慢性疾患のため学校での配慮が必要な、通常の学校に通学している小学生以上の子どもの母親10名であった。対象者の子どもには、医療的ケアが必要な子ども3名が含まれていた。学校で必要な配慮は、アレルギー症状や給食への対応、IVHラインの保護、脱水への対応、導尿・人工肛門に関するケア実施への配慮などであった。面接では、通常学級への入学、給食への配慮、排泄への配慮、林間学校への参加などの相談内容について述べられ、学校との話し合いがうまく進められた要因には、親からのアプローチの工夫、子どもの能力、学校側の受け入れ、医療者からの支援があったと分析された。家族への教育プログラムについては、開発の検討段階であり、試行・評価には至らなかった。(1)慢性疾患息児の学校生括に関する家族のコミュニケーション能力獲得のプロセスと影響要因を明らかにする。(2)(1)をもとに家族のコミュニケーション能力に関する概念モデルを作成する。(3)(2)をもとに家族への教育プログラムを開発・試行・評価する。平成23年度は、これまで研究者が行ってきた調査結果を含め、関連文献の検討による研究枠組みの推敲と、平成24年度に行う面接調査に関する準備を開始した。慢性疾患患児の中でも、気管切開、酸素療法、中心静脈栄養、排泄ケアというような特殊な医療的ケアを必要とする子どもについて、通常の学校に通学する対象の研究は少なく、それらの医療的ケアを必要としない慢性疾患患児の家族を対象とする研究との比較分析を行った。また、慢性疾患患児に関わる医療施設の医師・看護師・福祉関係者、教育研究者、および学校関係者等から、慢性疾患患児の学校生活に関する情報収集を行うための準備を開始した。平成24年度に行う面接調査の目的は、慢性疾患息児の学校生括に関する家族のコミュニケーション能力獲得のプロセスと影響要因を明らかにすることであるが、文献検討と情報収集により、面接調査内容について検討しているところである。24年度中に面接調査が終了している予定であったが、調査継続中である。倫理審査申請等の調査準備が遅れてしまったためである。23年度中に面接調査の準備が完了している予定であったが、調査内容がまだ確定できていない。専門家からの情報収集を得るために、日程調整等の準備ができなかったためである。

面接調査を終了し、概念モデルを作成する。概念モデルから支援の方向性を抽出し、事例で教育プログラムを試行する。当初の予定よりも事例数が少なくなる可能性はあるが、面接調査により事例における短期的効果を評価する予定である。面接調査の準備を整え、調査の開始時期は当初の予定より46か月遅れて開始する。開始時期は遅れても、調査期間内での調査の進行を早めることにより、予定通り次年度中に面接調査を終え、分析を行う。調査が25年度にも繰り越しているため、前年度の残金があるが、面接調査の費用として使用する予定である。計画内容に変更はないので、研究費の使用計画も特に変更はしない。専門家からの情報収集や調査の依頼等に必要となる旅費や謝金について、23年度に実施予定であったが、行えなかったため、次年度に実施する際に使用する。計画は遅れてはいるが、内容に変更はないので、研究費の使用計画も特に変更はしない。
物体領域の推定と物体認識・検出モデルの学習の同時最適化

本研究では、写っているもののラベルが付いた大量の画像群から、対象物体の領域を自動抽出すると同時に、物体認識・検出器を学習する手法について検討する。学習用画像は、対象物体の外接矩形や物体領域を与える必要はなく、画像に対するラベルが与えられればよく、人手でも容易に付与可能であり、Flickrや文字字幕つき映像などからも大量に取得可能である。物体領域を自動抽出することにより、画像合成などにも利用できる上、より精密な認識・検出器の実現が可能となる。ラベル付き画像群から物体領域を自動抽出し、高精度の物体認識を実現する方法はいまだ国内外とも達成できていない。物体領域の自動抽出ができると、画像合成用の物体モデルが容易に構築可能となる。また、実現される物体認識手法は、大量マルチメディア情報の検索、マルチメディアマイニング、大量マルチメディア情報に基づく情報分析に有効であり、マルチメディア情報の意味解析のためのブレークスルーとなりうる。平成24年度は、画像の階層的セグメンテーション結果に基づく画像の部分領域の木構造による表現手法の開発、それをさらに画像群に拡張し、画像群内の各画像の部分領域まであらわした木構造表現の開発、分枝限定法に基づく効率の良い探索技術の開発を行った。これに、前年度成果であるMultiple Instance Learning(MIL)技術の拡張による物体領域の推定と画像の識別の同時最適化技術とを総合し、画像データベースから物体領域ならびに物体認識モデルの同時推定の可能性を示した。平成23年度は、物体領域の推定と画像の識別を同時に行うのに適していると知られているMultiple Instance Learning(MIL)技術を拡張し、領域間の近接性を考慮に入れた枠組みの構築に成功し、画像識別器の精度向上を実現した。MIL技術の拡張による物体画像認識の精度向上という当初の予定を達成している。平成24年度は、開発した技術の大規模画像への適用について検討する。特に、100物体クラスの画像データベースを独自に開発し、これに基づく、注目物体自動検出技術について検討を行う。主として、デモ用のPCの購入、研究発表用の国内外旅費、並びに研究補助員への謝金として使用する予定である。
生体親和性自己温度制御発熱体を用いた癌温熱治療システムの開発

1.物理的な発熱量の測定:この材料を用いて物理的な発熱量の測定を行った。用いた材料は上記の鉄白金合金(Fe-56wt%Pt)のほかに、発熱針磁性体であり常に一定の発熱が予想される鉄、非磁性体のステンレス(SUS304)、磁性体ではないが生体親和性のあるチタンバナジウム合金(Ti-6wt%Al 4wt%V)である。発熱針の大きさはいずれも1mm角x35mmで、初期の製作品では材質が不均一で破損が問題であったが、これを解決して先端5mmを鋭利な針状にして、組識への刺入を簡単にしたものである。これらの針を80mm蒸留水とともに断熱剤の中に入れ、攪拌しながら磁場中に置いて時間当りの発熱量を各々の材質にいて測定した。その結果、鉄の場合25-80度の間で発熱量は11.0J/secと一定であったが、鉄白金合金の場合、25-40度の間で3.8J/sec、55-60度の間で0.8J/sec、70-73度の間では0.1J/secと磁気変態点が近付くにつれて発熱量が減少した。ステンレスおよびチタンバナジウム合金では、発熱量は0.1J/sec以下であった。2.生体内での実際の加温における温度分布:鉄白金合金を家兎の腰筋内に1cm間隔で2cm四方に配置し、温度分布を測定した。これを4kWの出力(約80Oe)にて12分間加温し、種々の点にて測温した。その結果、最も温度が上昇した中心では50度Cとなり、最も上昇しなかった最外側の針の5mm外側でも、44度Cまで温度は上昇し、その間の各点においては、ほぼ均一な温度分布が得られた。しかも、その後の温後上昇は平衡に達した。3.抗腫瘍効果の確認:上記と同様の方法で家兎の大体部に移植した腫瘍を加温し、抗腫瘍効果を病理組識にて確認した。発熱針で囲った範囲以外では腫瘍細胞が分布しているのに対し、上記で均一な温度上昇が得られた範囲に一致して、腫瘍細胞は壊死に陥っていた。Ferromagnetic hyperthermiaに適する磁気変態点(キュリ-点:Tc)をもった鉄ー白金合金の開発を行った。目標特性としたのはTc<80°C、Tc前後で透磁率が大きく低下することである。文献の検索より白金含量51ー56wt%の材料について検討した。また450°C、24hr、700°C、4hr、900°C、1hr各条件での熱処理の影響も調べた。いずれの溶製材料も50ー130(Tc1)°C、350ー410(Tc2)°Cの2つのキュリ-点を有していた。なお磁化率は静磁力と比例するため磁気天秤にて静磁力を測定することによりキュリ-点を得た。また静磁力の落ちきった温度をキュリ-点と定義した。Tcと白金量、熱処理条件の関係を調べたところ、Tc1は白金量の増加と共に上昇し、700°Cの熱処理では組成によらず80°Cを超えた。静磁力変化に及ぼす白金量、熱処理については、白金量が増えるに従い、静磁力変化は増大し、また熱処理の効果は700°Cが最も大きく、450°C、900°C、溶製のままの順序であった。静磁力変化とキュリ-点の関係が逆相関関係にあることが明らかにされ、今回検討した範囲内では56%白金の450°C熱処理材が最もバランスがとれていた。本材料の静磁力ー温度曲線の分析よりキュリ-点は80°C、その温度で92%静磁力は消失し、発熱量は30%となることが明らかにされた。径1x1mm、長さ30mmの鉄ー白金合金針9本を用いて寒天、動物腫瘍での加温実験を行なった。寒天ファントムに針を1cm間隔に配列し,300eの磁場で発熱させたところ、加温計に囲まれた範囲が43ー50°Cの平衡温度となった。家兎大腿部に移植したVXー2腫瘍に同様の加温実験を行った。針加工に問題があり十分な組織内配列が行えなかったが、生体でも十分な発熱が得られることが示された。鉄-白金合金を用いたFerromagnetic Hyperthermiaを生体の加温に応用するため、実際的な強度と形状の鉄-白金合金を開発し、これを用いた場合の温度分布を実測した。まず、他の発熱素材と比較検討した場合に鉄-白金合金では加温域の自己制御が可能であることを確認した。使用した金属は磁性体であり常に一定の発熱が予想される鉄、非磁性体のステンレス(SUS304)、磁性体ではないが生体親和性のあるチタンバナジウム合金(Ti-6wt%Al-4wt%V)、一定の温度(磁気変態点,キュリ-点=80°C)に達すると発熱効率が減少し有効な温度制御が予想される白金鉄合金の四者である。発熱針の大きさはいずれも1mm角x30mmで、材質を均一にして破損を防ぐと同時に先端の5mmを針状に鋭利に加工して刺入しやすくした。これらを寒天に刺入して均一磁場において加温を試み、その温度上昇を各発熱素材間で比較した。その結果、鉄を用いた加温では温度にかかわらず急俊な温度上昇が得られた。