hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
長いき裂を対象とするペースト法とプラズマ法を複合した新規き裂進展抑制手法の構築

今年度は、申請者が発案し予備的な実験により実現可能性が確認されているプラズマ法とペースト法を融合させたプラズマ・ペースト法による疲労き裂補修技術を,これまでのプラズマ法の補修サイズの10倍以上にあたる模擬き裂に対して適用し,その疲労き裂進展抑制効果を調査,解明した.具体的には,S45C材に対してCT試験片にワイヤー放電加工機を利用して,模擬き裂を導入した.その後,模擬き裂部に対して鉄微粒子のみ(微粒子プラズマ材),鉄微粒子とオイルの混合ペースト(プラズマペースト材)をそれぞれ充填してパルスパターンを有するプラズマ焼結を行った.その後,荷重制御の疲労試験を行った.比較試験片として,未処理材,模擬き裂部に微粒子を充填せず同様のプラズマ焼結を行った熱処理材を用いて,その場観察疲労試験を行った.疲労試験後,光学顕微鏡を用いた模擬き裂の充填率確認,電子顕微鏡を用いた破面観察を実施した.また,試験片側面を研磨後,エッチングすることでプラズマ焼結時の組織変化を明らかにした.1)プラズマ焼結時の模擬き裂先端の温度は,現在の試験片で最大で550°C程度まで上昇することが確認された.2)疲労試験の結果,熱処理材,プラズマペースト材,未処理材よりも微粒子プラズマ材の疲労寿命が長くなることが確認された.3)光学顕微鏡を用いた模擬き裂部の充填率確認の結果,充填率はプラズマペースト材,微粒子プラズマ材でいずれも十分でないことが確認された.4)電子顕微鏡を用いた破面観察結果より,破面に観察されるストライエーション幅は微粒子プラズマ材で最も小さいことが確認された.5)組織観察結果より,結晶粒径に大きな違いがなく,現在のプラズマ焼結条件では,結晶粒の粗大化が起こらないことが確認された.6)疲労き裂進展速度が微粒子プラズマ材の場合,未処理材の2分の1まで遅くなることが確認された.本研究の目的は疲労き裂進展速度を2分の1以下に抑制するき裂補修方法を構築することにある.前年度の研究結果により,き裂進展速度が2分の1に低下することが確認された.昨年度,小型試験片において焼結温度が550°C以上の時の静的強度特性を明らかにしており,550°C以上のときに,静的強度特性が上昇することを確認している.き裂先端温度を現在よりも高める方針を得ており,加えて,模擬き裂部の充填率も昨年度よりも高める手法を確立しているため,当初の計画以上に進展していると判断した.今年度は高い充填率の場合のき裂進展抑制効果の解明,炭素粉を混合させ母材に組成を近づけた場合の抑制効果の解明,き裂先端温度をより高くした場合の抑制効果の解明,有限要素法による力学的計算,硬さ試験によるプラズマ焼結による機械的特性の変化を解明する.今年度は、申請者が発案し予備的な実験により実現可能性が確認されているプラズマ法とペースト法を融合させたプラズマ・ペースト法による疲労き裂補修技術を,これまでのプラズマ法の補修サイズの10倍以上にあたる模擬き裂に対して適用し,その疲労き裂進展抑制効果を調査,解明した.具体的には,S45C材に対してCT試験片にワイヤー放電加工機を利用して,模擬き裂を導入した.その後,模擬き裂部に対して鉄微粒子のみ(微粒子プラズマ材),鉄微粒子とオイルの混合ペースト(プラズマペースト材)をそれぞれ充填してパルスパターンを有するプラズマ焼結を行った.その後,荷重制御の疲労試験を行った.比較試験片として,未処理材,模擬き裂部に微粒子を充填せず同様のプラズマ焼結を行った熱処理材を用いて,その場観察疲労試験を行った.疲労試験後,光学顕微鏡を用いた模擬き裂の充填率確認,電子顕微鏡を用いた破面観察を実施した.また,試験片側面を研磨後,エッチングすることでプラズマ焼結時の組織変化を明らかにした.1)プラズマ焼結時の模擬き裂先端の温度は,現在の試験片で最大で550°C程度まで上昇することが確認された.2)疲労試験の結果,熱処理材,プラズマペースト材,未処理材よりも微粒子プラズマ材の疲労寿命が長くなることが確認された.3)光学顕微鏡を用いた模擬き裂部の充填率確認の結果,充填率はプラズマペースト材,微粒子プラズマ材でいずれも十分でないことが確認された.4)電子顕微鏡を用いた破面観察結果より,破面に観察されるストライエーション幅は微粒子プラズマ材で最も小さいことが確認された.5)組織観察結果より,結晶粒径に大きな違いがなく,現在のプラズマ焼結条件では,結晶粒の粗大化が起こらないことが確認された.6)疲労き裂進展速度が微粒子プラズマ材の場合,未処理材の2分の1まで遅くなることが確認された.本研究の目的は疲労き裂進展速度を2分の1以下に抑制するき裂補修方法を構築することにある.前年度の研究結果により,き裂進展速度が2分の1に低下することが確認された.昨年度,小型試験片において焼結温度が550°C以上の時の静的強度特性を明らかにしており,550°C以上のときに,静的強度特性が上昇することを確認している.き裂先端温度を現在よりも高める方針を得ており,加えて,模擬き裂部の充填率も昨年度よりも高める手法を確立しているため,当初の計画以上に進展していると判断した.今年度は高い充填率の場合のき裂進展抑制効果の解明,炭素粉を混合させ母材に組成を近づけた場合の抑制効果の解明,き裂先端温度をより高くした場合の抑制効果の解明,有限要素法による力学的計算,硬さ

試験によるプラズマ焼結による機械的特性の変化を解明する.他の予算を獲得でき,本助成金からの研磨紙等備品の使用が予定よりも少額ですんだため.令和元年に,試験準備,実験,解析に使用する研磨紙,粉末,試験材料を購入する予定である.
結晶環境下の分子構造最適化法による分子認識機構の解明と結晶内反応経路への応用

近年われわれは、分子軌道法を、固体状態の分子に適用できる方法、すなわちStructural SCF法(以下S-SCF法と略記)を発展させてきた。この方法の特色は、結晶内のポテンシャル下での分子構造最適化が容易にできることである。さらに、このS-SCF法は、高圧下の結晶にも適用することができる。この方法を用いることによって結晶全体を考えずに結晶内のポテンシャルの下での構造決定ができ、さらにその構造に基づき振動解析ができるようになる。CO_2結晶は常圧下ではPa3相であったのが、加圧下11.8GPaで、Cmca相に変化することがみいだされている。そこで、われわれは高圧下にあるCO_2結晶の振動解析をおこなった。すなわちPa3相およびCmca相におけるCO_2の分子中心の位置を文献であたえられている値に固定し、CO_2分子の他の幾何学的パラメータをS-SCF法で決定した。そして、その構造に対して、分子軌道法による振動解析をおこなった。すなわち、逆対称伸縮振動、対称伸縮振動、変角振動のそれぞれに対して、常圧下、7.4GPa、11.8GPaでのPa3相での計算と、11.8GPaにおけるCmca相での計算をおこなった。圧力変化および相転移による振動数の変化は、変角振動を除いて実験値とよく対応していることがわかった。なお、S-SCF法ではこれらの振動に対応する変位ベクトルは、中心分子のみに局在せずに、周辺分子にも拡がっている。しかしながら周辺分子は、その外側がいわば真空状態になっている環境下におかれているので、周辺分子に由来する振動は、結晶内の振動をあらわすものとしてあまり適切とはいえない。そこでHessian行列の中心分子の部分を切り出して対角化し振動数を求めた。その結果、変角振動も含めて、全ての振動数が実験結果とよく対応することがわかった。今後は、電子相関の効果を含めた計算により、精度の高い分子間ポテンシャルを求め、格子振動へのアプローチを試みたいと考えている。
骨髄・単球系白血病細胞におけるIL-1並びに各種CSF遺伝子の発現の解析

平成元年度中に骨髄・単球系白血病(AML,CML,CMMoL)症例と、その他の骨髄系異常(RAEB,Myelofibrosis)を以下の項目について検討した。(1)白血病細胞の造血因子反応性増殖能(19例):rG-CSF,rGM-CSF,M-CSF,rIL-3,rIL-6などに対する白血病細胞のDNA合成を^3H-TdRの取り込み(以下、増殖反応)によって解析した。その結果AML細胞6例中5例の細胞がrG-CSF,rGM-CSF,rIL-3の全てまたはいずれかに反応し有意の増殖反応(Stimulation Index: 5116)を認めた。また、CMLの急性転化症例4例中1例にrG-CSFに対する増殖反応を、別の一例に骨髄付着細胞培養上清に対する増殖反応を認めた。その他の症例では上記の造血因子による増殖反応は認められなかった。(2)白血病細胞培養上清中の増殖因子活性(21症例):rG-CSFまたはrGM-CSFに反応して増殖し得る白血病細胞を指標として培養上清中の増殖因子活性を解析した。AML 11例中3例(M4:2/3、M7:1/1)にCSF活性を認めたがM1M3の7症例にはそのような活性は認めなかった。CML6例(急性転化4例、慢性期2例)にはCSF様活性を認めなかったが、CMMoLの2例にはいずれも強い活性を認めた。また、M4 1例とM7 1例は自己の培養上清中に自己の増殖を促進する活性を認めた。[成果]近年G-CSF,GM-CSFが白血病治療の補助療法として一般に使用されることが日程に上っていることに鑑み、AMLで高率に(5/6)、CML急性転化では一部に、これらの造血因子による白血病細胞のDNA合成促進が認められた意義について早急に解明する必要性を示した。一方、M4とCMMoL症例に高率に(M4:2/3、CMMoL:2/2)増殖因子(CSF様活性)産生能が認められることを明らかにした。更にM4 1例とM7 1例にについては、自己培養上清中に自らの増殖を促進する活性(オ-トクリン増殖)が存在することを明らかにし、このメカニズムがこれらの白血病の発症に関わる可能性を示唆した。
写像の特異点論の革新とトポロジーの新展開

近年,接触構造,シンプレクティック構造,Stein構造などの幾何的構造を本質的に取り入れることで,トポロジー,特に低次元の幾何的トポロジーにおいて,著しく重要で斬新な結果が多数得られている.本研究では,そうした強力な幾何的アイデアや,低次元トポロジー固有の豊かな理論を写像の特異点論の世界に持ち込むことで,既存の概念・定式化・手法を革新し,特に大域的な特異点論の飛躍的発展を図ることが目的であった.さらにそうした研究を通して,トポロジーに写像の特異点論から新しい道を切り開き,重要な諸問題の解決を図ることで新研究領域を創成し,学問分野としてのトポロジーに新たな展開をもたらすことも目的とした.そのため本年度は,まず多様体対からの安定写像の特異ファイバーについて,佐伯と山本が共同研究を行い,3次元多様体と曲面からなる多様体対から曲面への安定写像に対する特異ファイバーの分類定理をまず得た.そして,その応用として普遍複体のコホモロジー群を低い次元に対して計算し,ある種の同境群の非自明性を示すことに成功した.こうした,多様体対上の写像の同境に関する研究はこれまでにまったくなく,斬新な結果であると言える.またこうした研究は多値関数のデータ可視化にも応用の可能性があり,そういった観点から,多数目的最適化理論への特異点論の応用の可能性も含めて議論を行い,今後の研究の新たな方向性を見出すことができた.これも今回の研究の大きな成果の一つと言える.一方,4次元多様体上のレフシェッツ束,特に超楕円的レフシェッツ束について,これまでにない新しい不変量を遠藤と鎌田が開発し,チャートの手法を駆使することで,二つの超楕円的レフシェッツ束が安定的に同値となるための必要十分条件を発見することに成功した.これも今後につながる大きな成果であった.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
モダリティに依存しない表象の形成に関する認知心理学的・神経科学的研究

本研究の目的は,感覚モダリティに依存しない表象の形成に関する検討を行うことであった。平成27年度の研究では,平成26年度に引き続き,時間表象の視触覚共通性に関する検討を行った。平成26年度の研究では,課題無関連な触覚の振動周波数が視覚刺激の時間知覚に影響を及ぼすことが示されたが,課題無関連な視覚のフリッカー刺激が触覚の時間知覚に与える影響は明確には示されなかった。そこで平成27年度の研究では,実験手法の改善を行ったうえで,課題無関連な視覚刺激のフリッカー周波数が触覚刺激の時間知覚に与える影響を再検討した。その結果,フリッカー周波数にかかわらず,触覚刺激の知覚時間はほとんど変わらないことが示され,課題無関連な視覚刺激は触覚刺激の時間知覚に影響を与えないことが示唆された。これらの結果から,視覚と触覚の時間表象は部分的には共有されているが,完全には共有されていない可能性が考えられる。また,モダリティ間のインタラクションに関して異方性が認められたこと(触覚の振動周波数は視覚刺激の時間知覚に影響を与えるが,視覚のフリッカー周波数は触覚刺激の時間知覚に影響を与えないこと)は,視聴覚の時間知覚の研究で報告されている結果と類似しているため,触覚と聴覚の時間知覚の表象は類似した特性を持つ可能性が考えられる。このことから,今後は聴覚も含めた上で,モダリティ間での時間知覚の表象の共通性を検討する必要がある。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は,モダリティに依存しない表象の形成過程を認知心理学的・神経科学的に明らかにすることである。その中でも特に視覚と触覚の共通表象の形成過程を明らかにすることを目的としている。平成25年度は認知心理学的な手法を用いて,視触覚のモダリティに依存しない表象の存在の有無を検討した。形態表象を調べるための実験装置の納入及びセットアップが遅延したため,始めに時間表象の共通性を調べることから着手した。研究1では,視覚と触覚の時間表象の共通性を調べるために視覚刺激のフリッカー周波数及び触覚刺激の振動周波数が時間知覚に与える影響の半球機能差を検討した。その結果,視覚的提示か,触覚的提示かにかかわらず,時間周波数情報を持つ刺激が左半球に伝達される場合の方が右半球に伝達される場合と比べて,時間周波数の影響が大きかった。この結果は,時間情報は共通の脳部位で表現されている可能性を示唆しており,モダリティに依存しない時間表象が形成されている可能性を示唆する。研究2では,視覚と触覚の時間表象の共通性をより直接的に調べるために,視覚のフリッカー刺激が触覚刺激の時間知覚に与える影響を検討した。その結果,フリッカーの有無にかかわらず,触覚の時間知覚は異ならなかった。この結果は,共通の時間表象が形成されているという仮説とは一致しない。しかし,感覚情報のインタラクションにはモダリティ間で非対称性が存在することがあるため,触覚刺激の時間周波数が視覚刺激の時間知覚に与える影響を検討した。その結果,視覚刺激の時間知覚に対する触覚刺激の時間周波数の効果も認められなかった。これらの結果は,視覚と触覚で独立した表象が形成されている可能性を示唆しており,研究1の結果とは一致しなかった。視覚刺激と触覚刺激の位置が空間的に一致していなかったために,モダリティ共通の表象の形成が妨害された可能性が考えられる。本研究では,視覚と触覚の共通表象の存在及びその形成過程を明らかにすることを目的とした。平成25年度に引き続き,時間表象の視触覚共通性に関する検討を中心に行なった。始めに研究1では,振動刺激が視覚刺激の時間知覚に与える影響を検討した。研究の結果,振動周波数が高くなるほど,視覚刺激の時間が長く知覚されることが示され,視覚と触覚のモダリティ間で共通の時間表象が存在することが示唆された。次に研究2では,視覚刺激のフリッカー周波数(点滅の周波数)が振動刺激の時間知覚に及ぼす影響を検討した。研究1と比べて効果は弱いものの,視覚刺激のフリッカー周波数が高くなるほど,振動刺激の時間が長く知覚されることを示す結果が得られた。したがって,研究1及び研究2の結果から,視覚と触覚で共通の時間表象が形成されていることを示唆する結果が得られた。研究3では,感覚モダリティ共通の時間表象が形成されるために,視覚刺激と触覚刺激の空間一致性が重要な役割を果たしているかを検討した。この目的のため,振動装置を付けた指を視覚刺激と同じ位置に置く条件と異なる位置に置く条件を設定した。実験の結果,振動刺激が視覚刺激と同じ位置に提示される条件において,振動周波数による視覚刺激への影響が大きかった。このことから,空間とは無関連な時間情報の場合であっても,モダリティ共通の表象は空間位置に基づいて符号化されている可能性が示された。平成27年度の研究では,これらの知見を基に,形態表象の検討を中心に進める予定である。平成26年度の研究では,課題無関連な触覚の振動周波数が視覚刺激の時間知覚に影響を及ぼすことが示されたが,課題無

関連な視覚のフリッカー刺激が触覚の時間知覚に与える影響は明確には示されなかった。そこで平成27年度の研究では,実験手法の改善を行ったうえで,課題無関連な視覚刺激のフリッカー周波数が触覚刺激の時間知覚に与える影響を再検討した。その結果,フリッカー周波数にかかわらず,触覚刺激の知覚時間はほとんど変わらないことが示され,課題無関連な視覚刺激は触覚刺激の時間知覚に影響を与えないことが示唆された。これらの結果から,視覚と触覚の時間表象は部分的には共有されているが,完全には共有されていない可能性が考えられる。また,モダリティ間のインタラクションに関して異方性が認められたこと(触覚の振動周波数は視覚刺激の時間知覚に影響を与えるが,視覚のフリッカー周波数は触覚刺激の時間知覚に影響を与えないこと)は,視聴覚の時間知覚の研究で報告されている結果と類似しているため,触覚と聴覚の時間知覚の表象は類似した特性を持つ可能性が考えられる。このことから,今後は聴覚も含めた上で,モダリティ間での時間知覚の表象の共通性を検討する必要がある。平成26年度の達成目標は,視覚触覚間のモダリティ共通表象の存在を示すこと及びその形成に重要な要因を明らかにすることであった。上記二点も概ね達成されたため,十分な研究成果があげられたと言える。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度と同様に実験補助員を雇用し,順調に実験結果を積み重ねることを予定している。また,まとまった研究成果が得られてきたため,研究の成果のアウトプットにも力を入れる予定である。モダリティに依存しない形態表象を調べるための実験装置の納入及びセットアップが遅延したため,形態表象の形成過程を調べるための実験への着手が遅れた。モダリティに依存しない形態表象を調べるための実験装置のセットアップが完了したため,時間的表象についての研究を進めると同時に,形態表象の形成過程を明らかにするための実験を行う。平成25年度の研究から,モダリティに依存しない表象の形成において,視覚刺激と触覚刺激の空間的一致性が重要な役割を果たしていることが考えられるため,平成26年度の研究ではモダリティ共通の形態表象や時間表象の形成における視覚情報及び触覚情報の空間的一致性の効果及び空間的一致性が準拠枠の変換に与える影響を調べることを予定している。
ファノ多様体の安定性について

本年度においては、反標準束が豊富な非特異射影代数多様体であるファノ多様体や、その豊富性条件を緩めた、反標準束が数値的半正かつ巨大である弱ファノ多様体の分類や安定性に対し以下の研究を行った。1.射影空間束の構造をもつ弱ファン多様体が存在する時、その底空間は必ず弱ファノ多様体になることを示した。また、射影空間上の射影直線束で表される弱ファノ多様体に対して、対応するベクトル束の安定性とチャーン数の観点による分類を与え、さらに一つを除き全て存在することも示した。さらにファノにならない場合も決定した。上記の結果は論文にまとめ(On the classification of rank 2 almost Fano bundles on projective space)現在投稿中である。さらに国際研究集会などでそれらの内容に関する発表も行った。2.安定性の概念を半豊富かっ巨大な因子に関する場合まで拡張し、弱デルペッツォ曲面の接束の安定性を決定した。それにより、射影直線束の構造を持つ場合を除き、接束の対称積ベクトル束もまたポリ安定であることがわかった。また、ここで得られた手法を用いて、直線束の直和であるベクトル束の射影化やそのブローアップで得られるファノ多様体の接束の安定性に対しても考察を行い、階数が低い場合や特別なブローアップに関して、反標準束に関して安定にならないことを示した。さらに、それらは全て射影空間束に付随する双対接束が安定性を崩しているということもわかり、ステフェンス予想を支持する結果も得られた。
培養網膜グリア細胞におけるICAM-1の発現

網膜グリア細胞の培養を生後1週令のラットを用いて行った。ポリ-L-リジンでコートした培養皿上で2週間、培養器内で培養した。グリア細胞の確認には抗GFAP抗体を用いた。同時に脾臓から集めたリンパ球をコンカナバリンAで刺激し2日間培養し、その上清を冷凍して保存した(リンパ球培養上清)。この培養上清にはELISA法にてインターフェロンγが含まれている事が確認された。培養2週間の培養グリア細胞の培養液に上記リンパ球培養上清を加えさらに2日間培養した。2日後に細胞を螢光免疫染色法を用いてGFAPとICAM-1の2重染色を行った。GFAP陽性細胞中のICAM-1陽性細胞は培養上清を加えることにより有意に増加した。また、インターフェロンガンマ、インターロイキン1、TNFαによってもICAM-1陽性細胞は増加する事が確認された。これらのことより、網膜グリア細胞は眼内の免疫反応に関与していることが推察された。
低放射化マルテンサイト鋼における高濃度ヘリウムによる自己修復機能の発現

本研究結果を以下に要約する。1.ヘリウム効果:1)マルテンサイト鋼は、150°Cにおいて600atppmHeのイオン注入では脆化を生じない。注入後の焼鈍(600°C)では、ヘリウムバブルが成長するが、ヘリウムによる粒界脆化は発現しない。2)ヘリウムの存在は、照射硬化の回復を抑制する。2.ヘリウム脆化抑制機構:マルテンサイト組織がヘリウムをマトリックス内の高密度転位、合金元素および析出物粒子界面に分散捕獲することにより、粒界への偏析を抑制するため。3.照射硬化回復の抑制機構:ヘリウムが空孔型欠陥集合体の安定性を高め、分解による単空孔の生成を遅らせることにより、転位ループとの合体消滅を抑制するため。これらの結果を受けて、マルテンサイト鋼の自己修復機能を提案した。高濃度ヘリウムの存在は、空孔型欠陥集合体を熱的に安定化するため、スエリングの照射温度依存性におけるピーク温度を高温側にシフトさせると予測される。これに伴い、照射硬化および照射軟化の遷移温度も高温側にシフトすると考えられる。照射軟化はマルテンサイト組織の回復によるものであることから、ヘリウムの存在はマルテンサイト組織の回復を抑制することが期待された。本研究では、ヘリウムの昇温脱離挙動を調べた結果、1)転位はヘリウムを有効に捕獲する。2)Cr原子もヘリウムを捕獲する、ことを実証した。これは、マルテンサイト組織中に存在する高密度転位や照射によって形成される格子間型転位ループがヘリウムの有効な捕獲サイトとなり、消滅相手となる空孔型欠陥および自らの熱的安定性を向上させることにより、マルテンサイト組織の回復を抑制する機構を発現するに至っていると解釈することが可能である。結論:マルテンサイト組織によるヘリウム捕獲と照射による転位ループの形成は、スエリングや照射硬化の発現温度を高温側にシフトさせ、照射脆化の発現温度域を高温度側に拡張させるというネガティブな効果を持つ一方で、自己機能により照射軟化を抑制し、高温強度を高めクリープ強度を高める可能性を持っことが示された。核融合炉構造材料放射化マルテンサイト鋼に高濃度ヘリウムを注入し,その変形・破壊挙動に及ぼすへリウムの影響を硬さ測定,Small Punch試験およびTEM組織観察にて調べた.試験片は,直径が3mm,厚さが0.22mmのTEM用試験片である.ヘリウム注入は,サイクロトロンを用い,36MeVのαビームを照射することにより行った.試料厚方向に均一に注入するため、エネルギーディクレーダーを用いた.照射温度は150°C以下であり,He注入量およd損傷量はそれぞれ580atppmおよ゙び0.232dpaである.ヘリウム注入後の硬さを試料の照射面と背面に対し測定した結果,照射前は比較し,いずれも顕著な硬化を示しており,照射面においてはHv=100kg/mm^2の硬化が観察された.中性子照射材と比較すると,この硬化量は,中性子照射損傷量から予測されるものとほぼ一致しており,580atppmのヘリウム注入による照射硬化の促進は認められない.

SmallPunch試験を行い、破断エネルギーの試験温度依存性からSP-DBTTを評価した結果,ヘリウム注入がSP-DBTTを33°C上昇さサること,さらにこの値が,標準サイズのシャルピー試験における83°Cに対応することが示された.さらに照射硬化量とDBTTシフト量の関係を調べた結果,中性子照射材とほぼ等しい相関が認められた.SEMによる破面観察から,ヘリウム注入による破壊様式の変化は認められない.以上により,580atppmのヘリウム注入により,照射脆化は促進されないことが結論される.核融合炉構造材料低放射化マルテンサイト鋼に高濃度ヘリウムを注入した後,600°Cまで等時焼鈍を行い,焼鈍に伴う照射硬化および照射後組織変化ならびにヘリウムの脱離挙動を調べた。ヘリウム注入は,サイクロトロンを用い,36MeVのαビームを照射することにより行った.試料厚方向に均一に注入するため,エネルギーディグレーダーを用いた.照射温度は150°C以下であり、He注入量および損傷量はそれぞれ580atppmおよび0.232dpaである.焼鈍温度の上昇に伴い,照射硬化量が低下する,いわゆる照射硬化の回復が見られた。比較のため,中性子照射材の回復挙動を同様に調べた結果,He注入材の回復ステージが約100°C程度高温側にシフトすること,およびこの回復ステージは,試料からのヘリウム放出を伴うことが明らかとなった。600°Cまでの焼鈍により,高密度のヘリウムバブルの形成が見られたが,その試験片の77Kでの破壊様式は,完全なへきかい割れであり,中性子照射材と同じであり,破壊エネルギーの顕著な低下は見られなかった.これらの結果から,ヘリウムはその存在状態(単一原子あるいはバブル)にかかわらず,580atppmまでは,低放射化フェライト鋼の照射硬化及び脆化を促進することは無いと結論される.むしろ,この程度の量のヘリウムは,点欠陥集合体を熱的に安定化し,マルテンサイト組織の高温度域における回復を抑制する,ポジティブな効果のあることが示唆された.平成10及び11年度の研究から,低放射化マルテンサイト鋼は,優れた耐照射性および耐ヘリウム脆化特性を示すことが明らかになっている。その機構としては,当該鋼に特有のマルテンサイト組織が照射欠陥や核変換ヘリウムを捕獲し,材料に損傷を与える照射欠陥集合体やヘリウム-欠陥集合体の形成を抑制するためであると推察される。そこで,平成12年度は,当該鋼におけるヘリウムの転位トラッピング挙動に関する基礎的知見を得るため,純鉄を用いてヘリウム注入後の昇温脱離挙動に及ぼす冷間加工の影響を調べたところ,以下の成果が得られた。1)表面からの脱離を除けば,注入されたヘリウムの最初の脱離は550°C付近に見られ,このピーク高さは転位密度の上昇につれて高くなる。2)550°Cのピークは,実用鋼においても見られる。従って,低放射化マルテンサイト鋼においては,ヘリウムは空孔などの照射欠陥が存在する条件下においても転位に捕獲され,550°C以上で転位の捕獲から逃れることが判明した。逆にいえば,この温度以下であれば,ヘリウムは低放射化マルテンサイト鋼の特性に悪影響を与えることは無いと予測され,これまでに本研究で得られた実験結果と一致する。また,ヘリウムは転位に比べ,空孔とより強い相互作用を持っており,ヘリウムの移動は空孔の移動に伴うことが推測される。照射量が増大し,核変換ヘリウム量が増えてくると,ヘリウムが空孔に捕獲され,空孔の易動度を低下させたり,空孔集合体の安定性を増大させることが容易に推測される。
人工関節置換術における高分子ポリエチレン磨耗粉による骨吸収に関する研究-op/opマウスを用いて-

M-CSF活性を持たないop/opマウスとM-CSF活性を持つ同腹子正常マウス(+/-?マウス)を用いてHDP誘発性の骨吸収に関する比較検討を行った。この2群のマウスの頭頂骨に骨穴を作成し、高分子ポリエチレン粒子(HDP、直径10um以下)を移植した。一定期間後、移植部位を摘出し、H.E染色による形態観察、F4/80ならびにMac2抗マウスマクロファージ抗体および酒石酸耐性酸性フォスファターゼ(TRAP)によるマクロファージと破骨細胞の同定ならびに透過型電子顕微鏡観察をおこなった。H.E染色では正常マウス、op/opマウスともHDPを取り込んだ単核細胞が多数認められた。F4/80、Mac2抗体染色ならびにTRAP染色を見ると、正常マウスではいずれも陽性を示した。(ただし、TRAP陽性細胞は極少数)op/opマウスでは、Mac2抗体染色は陽性であったが、F4/80抗体染色、TRAP染色ともに陽性細胞は認められなかった。電子顕微鏡観察では、HDPを取り込んだ細胞は明らかに線維芽細胞の形態的特徴を示していた。また正常マウスでは、マクロファージによるHDPの取り込みも観察できた。今回の検討から、HDPを取り込んだ細胞はマクロファージだけでなく、線維芽細胞も重要な役割を果たしていることが示唆された。またHDPを取り込んだ単核のTRAP陽性細胞が観察されたが、破骨細胞あるいは前破骨細胞に貪食機能があるという報告はなく、骨吸収における破骨細胞の役割を考える上で新たな知見である。M-CSF活性を持たないop/opマウスとM-CSF活性を持つ同腹子正常マウス(+/?マウス)を用いてHDP誘発性の骨吸収に関する比較検討を行い、M-CSFの骨吸収における作用を検討している。一定期間後、移植部位を摘出し、F4/80抗マウスマクロファージ抗体および酒石酸耐性酸性フォスファターゼ(TRAP)によるマクロファージと破骨細胞の同定を行った。正常マウスではHDPを取り込んだ単核細胞が多数認められ、F4/80抗体による免疫染色ならびにTRAP染色でも陽性を示した。op/opマウスではまれにHDPを取り込んだ単核細胞がみられるのみで免疫染色およびTRAP染色で陽性を示さなかった。今回の検討からHDPを取り込んだ細胞はマクロファージであることが示唆され、マクロファージが少ないop/opマウスで変化を認めなかったことからHDPの貪食におけるマクロファージの重要性が確認できた。現在、op/opマウスにrh M-CSFを投与し、HDPの貪食への影響について検討中である。また、HDPを取り込んだ単核のTRAP陽性細胞が観察されたが、破骨細胞あるいは前破骨細胞に貪食機能があるという報告はなく、今後、電顕レベルでの検討を計画している。

電子顕微鏡観察では、HDPを取り込んだ細胞は明らかに線維芽細胞の形態的特徴を示していた。また正常マウスでは、マクロファージによるHDPの取り込みも観察できた。今回の検討から、HDPを取り込んだ細胞はマクロファージだけでなく、線維芽細胞も重要な役割を果たしていることが示唆された。またHDPを取り込んだ単核のTRAP陽性細胞が観察されたが、破骨細胞あるいは前破骨細胞に貧食機能があるという報告はなく、骨吸収における破骨細胞の役割を考える上で新たな知見である。
各種低血圧麻酔による腎微細構造に及ぼす影響

日本家兎を対象とし、高濃度イソフルレン(2MACまで)による低血圧麻酔群(I群)、プロスタグランジンによる低血圧麻酔群(P群)。トリメタファンによる低血圧麻酔群(T群)に分け、平均動脈圧50mmHgの低血圧麻酔を120分間行い、実験終了後、左腎を灌流固定し、顕微鏡にて観察した。なお、血圧を低下させずに、GOI・PBで3時間麻酔を維持したものを対照群(Control)とした。その結果、1)I群、P群、T群とも、近位尿細管直部後半部の細胞障害が顕著であった。2)T群ではP群に比べ、細胞変性、細胞障害が顕著であった。3)I群およびP群では、近位および遠位尿細管の細胞変性を認めたが、その程度は軽度であった。以上の結果より、2MACを上限とした場合、高濃度イソフルレンによる低血圧麻酔法は、腎障害の程度は軽度であり、臨床面への応用が期待できるものと思われた。
生前パノラマレントゲン写真と死後ＣＴパノラマ再構築画像を用いた照合システムの開発

今回の研究の目的は、生前パノラマX線画像と死後CTパノラマ再構成(再構築)画像を用いた照合システムの開発である。研究対象として、藤本口腔外科医院において、治療目的で撮影された51人(永久歯列期の12歳から74歳までの女性)のパノラマX線画像と、うち一人のCT画像を使用した。すべての患者さんの許可を得た。CT再構成画像を作成するために、歯科用CT再構成ソフト(OnDemand3D, Cybermed, Seoul, Korea)を購入した。今回私は、歯槽の位置関係に注目し、一口腔あたり智歯を除く28本の歯槽に2個の計測点、合計56個の計測点を決定し、このデータをもとにシステムを開発した。まず、51の対照資料の内、CTパノラマX線画像(死後と仮定)の計測点より少ない数を持つパノラマX線画像(生前と仮定)を除外した。数値的評価は、56計測点のx, y座標を記録し、合計112のデータをもとに、プロクラステスの距離と、ピアソンの相関係数を用いて行った。51組の画像の比較において、プロクラステス距離が最短で、ピアソンの相関係数の最大(最も1に近い)データが、本人であることを示す。撮影機器と、再構成の原理から生まれる歪を考慮し、精度を向上させるために、画像を6分割し、その後全体の評価を行った。結果は本人が1位であった。パノラマX線撮影機器の拡大率の差違と、CTパノラマ再構成画像の手動操作による作成の偏りを考慮し、51人の上位5%である3人の対照画像を取り出し、肉眼的歯科所見により最終的な個人識別を行い、確実性を担保した。上記過程を3回行い、本法の安定性と客観性と再現性を確認した。本法は、災害時に提供された生前パノラマX線画像データを入力しておけば、遺体発見時に、その死後CT画像データの入力により、自動的に個人識別を可能にする画期的システムであり、今後の活用に期待できる。
乳牛のリポ蛋白リパーゼの活性に関する研究

1.乳牛におけるLPL測定法の検討LPL活性は通常、ヘパリン等の多糖体硫酸の静脈内注射後血液中に酵素活性が現れるためにPost heparinlipolytic activity(PHLA)といわれる。【.encircled1.】ヘパリンの投与量、【.encircled2.】ヘパリン投与後の採材時間について検討した。ホルスタイン種乳牛は本学付属牧場および愛媛県酪農家に繋留されている泌乳牛9頭、乾乳牛1頭、育成牛3頭の合計13頭を使用した。ヘパリン投与量は10単位/kgがよく、ヘパリン投与後のLPL活性の値は24分後に最高値を示した。LPL活性用のサンプルは最高値をすぎたヘパリン投与後5分値がよいと考えられた。2.乳牛の乳期別LPL活性本学附属牧場の15頭のホルスタイン種を泌乳初期、中期、後期、乾乳期および育成牛各群3頭ずつ5群に分け測定した。泌乳初期、中期、後期の泌乳期のLPL活性値(0.108±0.0277mumol FFA/ml/min.)は乾乳期(0.058±0.0020mumol FFA/ml/min.)に比較し有意な高値を示した。また育成牛は0.005±0.002mumol FFA/ml/min.と極度に低い値を示した。LPL活性値はヘパリン静注前TG値と有意な負の相関が認められ、またLPL活性値は乳脂率および血漿インスリンと正の相関も認められた。このことから泌乳期はLPL活性が高く、血漿中のTGは乳腺に取り込まれ低値であり、乳脂率にLPL活性が影響することが考えられた。3.LPL活性と乳脂量、率および305日乳脂量の関係愛媛県下酪農家に繋留されている泌乳牛40頭、乾乳牛16頭を用い調査した。LPL活性は乳量および乳脂量と正の相関を示した。また、乾乳期のLPL活性値は前産次の305日乳量、乳脂量と正の相関を示した。このことから、乾乳期LPL活性を測定することで泌乳能力の推定が可能と考えられた。
レーザー治療のための照射部温度センシング技術の開発

多くの内視鏡下レーザー治療は,照射部の温度の違いによって温熱,凝固,蒸散など異なる熱的効果が得られるため,温度計測は重要であり,安全面を考慮すると非接触式の温度センシングが望まれる.本研究では,熱変性による変化する被照射部の光学特性の変化を解析し,照射部温度を推定する方法を検討した.はじめに,照射部中心温度を熱電対で計測しながら反射光強度を計測し,照射部温度と反射光強度の関係を明らかにした.次に,温度と反射光強度の時間応答の特性をそれぞれ異なる伝達関数でモデル化し,二つの伝達関数をもとに温度推定式を構築した.これにより,非接触によりレーザー照射部中心の温度計測ができる可能性が得られた.平成26年度は,レーザー照射条件と生体組織における被照射部の温度の関係を明確化するための計測装置および,生体組織の光学特性を検証するための計測装置を構築した.はじめに,レーザー照射条件と照射部温度を明確化するため,レーザー出力を変更した条件で生体組織にレーザー照射し,被照射部の温度を市販の温度計測器で記録した.生体組織である鶏胸肉に対して520Wのレーザー光を空気中で照射したときの照射部中心の最高到達温度について検証した結果,出力20Wのときには600度に達した.ここまで高温になった原因として,照射部中心に配置した熱電対がレーザー光を遮っている可能性があり,遮られたレーザー光により熱電対自身が加熱されたことが考えられる.熱電対の配置位置の再検討や非接触式のセンサなどで用いることで改善できると考えている.つぎに,生体組織の光学特性を検証するため,レーザー白色光源,分光器,光ファイバプローブなどの光学部品で構成する生体組織の光学特性を検証する装置を構築し,鶏胸肉を測定対象とした反射光測定を行った.その結果,おおむね再現性のある測定を行えることを確認した.平成27年度は,平成26年度に構築した試験装置を用いて,生体組織の加熱温度と熱変性によって変化する生体組織の光学特性の関係を明らかにするために必要な検証実験を行った.はじめに,約2080度まで10度刻みで温度調整した生理食塩水中で一定時間加熱し,熱変性が平衡状態となった鶏胸肉の表面に対して,光ファイバプローブを用いて白色光(波長域:3602000 nm)を照射および反射光を受光し,分光器(波長域:2001120 nm)によって反射光強度の変化を計測した.その結果,鶏胸肉の加熱温度が40度以上になると反射光強度も増加し始め,5060度付近における反射光強度が最も増加し,70度以上になると増加が緩やかになる傾向を示すことを確認した.次に,レーザー照射による熱変性によって変化する光学特性をリアルタイムに計測するための実験システムとして,(a)生体組織にレーザーを照射するレーザー治療装置,(b)生体組織へのレーザー光の伝送および反射光受光を行う光ファイバプローブ,(c)反射光強度を計測する分光器,(d)被照射部の温度計測のための熱電対回路,および(e)これらを一括して制御するPCを実験システムとして構築した.予備実験として,空気中の鶏胸肉に対してレーザーを照射したところ,照射部の温度と反射光量の変化を同時に取得できることを確認した.研究実績に記載したとおり,おおよそ計画していた内容を実施することができていると考えられる.平成28年度は,平成27年度に検証した生体組織の加熱温度と熱変性によって変化する組織の光学特性の関係をもとに,加熱部温度を推定する手法について検討した.はじめに,対象としたトリ胸肉の組織の不均一性を排除するためにペースト状にし,表面から約0.5 mmの深さ,照射部中心および中心から1,2 mm離れた点の温度を計測するためにK型熱電対を設置した.次に,このペースト状のトリ胸肉に対して一定出力のレーザーを照射し,照射部温度とレーザーの反射光量の変化をリアルタイムで同時計測した.得られた温度と反射光量の関係をもとに照射部温度を簡易的に推定する方法として,温度センサを用いずに推定する方法および,熱電対で計測した照射部中心から1mm離れた点の温度をもとに推定する方法の2つについて検討した.具体的には,照射部の反射光量の変化を入力信号,照射部中心の温度を出力信号とした伝達関数1,ならびに,中心から1mm離れた点の温度を入力信号,照射部中心の温度を出力信号とした伝達関数2により,それぞれの関係をモデル化した.異なる入力信号をもとに照射部中心温度を推定した結果,伝達関数1の場合,外部ノイズなどによる影響があったものの最小で10度程,伝達関数2の場合,最小で1度程の推定誤差がそれぞれ得られた.これらの結果より,得られた推定誤差には課題が残るものの,反射光量の変化または照射部から1mm離れた点の温度をもとに,照射部中心の温度を簡易的なモデルにより推定できる可能性があることを確認できた.多くの内視鏡下レーザー治療は,照射部の温度の違いによって温熱,凝固,蒸散など異なる熱的効果が得られるため,温度計測は重要であり,安全面を考慮すると非接触式の温度センシングが望まれる.

本研究では,熱変性による変化する被照射部の光学特性の変化を解析し,照射部温度を推定する方法を検討した.はじめに,照射部中心温度を熱電対で計測しながら反射光強度を計測し,照射部温度と反射光強度の関係を明らかにした.次に,温度と反射光強度の時間応答の特性をそれぞれ異なる伝達関数でモデル化し,二つの伝達関数をもとに温度推定式を構築した.これにより,非接触によりレーザー照射部中心の温度計測ができる可能性が得られた.研究実績に記載したとおり,照射部の温度計測方法などに不十分な点があったものの,計画していた内容のほとんどを実施することができていると考えられる.平成27年度に行った検証試験の結果をもとに,反射光強度の変化から生体組織の加熱温度を推定する手法を導出し,また,レーザー照射による熱変性で変化する反射光強度をリアルタイムに計測し,照射部温度と光学特性の動的変化の関係について検証する予定である.これらの検証試験で得られた結果をもとに,レーザー照射部の温度を推定する手法を導出することを考えている.最後に,その推定手法の有効性を検証するために,熱電対などの市販センサで同時に計測した温度結果と推定結果との誤差を求め,推定式の評価を行う.医療工学平成26年度での問題であった照射部温度計測の手法を見直した上で,平成26年度に構築した検証装置とレーザー治療装置を個別に用意し,生体組織へのレーザー照射および被照射部の光学特性を測定し,照射部温度と光学特性の関係を明確にする.次に,レーザー治療と光ファイバプローブで行う計測用光源の照射および生体組織からの反射光受光をシームレスに行えるようにする目的として,レーザー治療装置と光学特性を検証する装置を組み合わせた新たな装置の構築を検討する予定である.参加予定していた学会に参加できなかったため.本研究の実施に必要な備品は,平成26年度までに購入できたため.今年度は実験に必要な部品の購入や資料収集旅費,成果発表の旅費として使用する計画である.平成27年度は,実験に必要な光学および機械部品の購入や資料収集旅費,成果発表の旅費として使用する計画である.
転写因子Brachyury及びID1を用いた口腔癌細胞における休眠療法の開発

今回の研究では2つ遺伝子、T-box転写因子Brachyuryと、E-box転写因子に働くID1転写因子を用いて腺様嚢胞癌細胞にて発現を抑制し、休眠状態(Dormancy)が得られるかを調べた。まず、In vitroにおけるBrachyuryとID1発現抑制による細胞増殖抑制効果の確認とIn vivoにおけるBrachyuryとID1発現抑制による移植腫瘍増殖抑制効果の確認を行った。いずれの調査でも、両転写因子の発現の調節により、細胞の増殖効果や移植腫瘍増殖抑制効果に影響を及ぼすことが確認できた。今後はIn vivoにおいて、腫瘍の遠隔転移の抑制が可能かどうかの検討を行う予定である。ヒト口腔癌における唾液腺癌に対して癌の休眠、すなわち「Dormancy」を得ることを目的とした研究である。T-boxにbinding siteをもつBrachyuryに加え、E-boxに働くID1転写調節因子を用いて腺様嚢胞癌細胞に作用させDormancyが得られるかをin vitro, in vivoにおいて明らかにする。2018年度ではIn vitroにおけるBrachyuryとID1発現抑制による細胞増殖抑制効果の確認とIn vivoにおけるBrachyuryとID1発現抑制による移植腫瘍増殖抑制効果や生存期間の確認を同時に行った。本研究は2019年度も併せて同時進行で研究を進めている。BrachyuryとID1の発現抑制にshort hairpin RNA (shRNA)を使用し、Brachyuryとの相互作用に関してin vitroにて確認した。In vivoでの実験ではヌードマウス接種にて発現抑制のためのDrug deliverlyにアテロコラーゲンを使用した。アテロコラーゲンとの混合により腫瘍への局所注入を可能とした。また、ACCM細胞を尾静脈より注入し、肺転移巣を作った後、再度アテロコラーゲンとの混合物にてその増殖をみる事も行った。肺転移の評価はインディアインクを摘出肺に注入し、転移巣の数をはかることで評価すると共に、別の実験系で、生存曲線を作ることを計画した。生存曲線については、局所(Lateral flank)への腫瘍細胞注入モデルにても行う事も計画した。In vivoにおけるBrachyuryとID1発現抑制による移植腫瘍増殖抑制効果や生存期間の確認において、BrachyuryとID1の発現抑制に使用したshort hairpin RNA (shRNA)でのノックダウンが上手くいかないことがあった。そのため、In vivoでの実験におけるヌードマウスへの接種が確認できなかった。研究の目的としてヒト口腔癌の組織型である扁平上皮癌とは別の唾液腺腫瘍株ACCMを使用して癌の休眠、すなわち「Dormancy」を得られるかの研究を今回は計画した。2.In vivoでの実験ではアテロコラーゲンとの混合により腫瘍への局所注入も可能となった。腺様嚢胞癌は肺に転移しやすい傾向を持つため、ACCM細胞を尾静脈より注入し、肺転移巣を作った後、再度アテロコラーゲンとの混合物にてその増殖を確認した。肺転移の評価はインディアインクを摘出肺に注入し、転移巣の数をはかることで評価すると共に、別の実験系で、生存曲線を作ることを行った。実験に関してヌードマウスを使用したが、n数が少数であったため、今後も継続して研究を行っていく予定である。BrachyuryとID1発現抑制の確認はできたため、早急にIn vitroにおける細胞増殖抑制効果の確認とIn vivoにおけるBrachyuryとID1発現抑制による移植腫瘍増殖抑制効果や生存期間に関して確認を行っていく。本研究は2019年度も継続して行っていく予定である。In vivoでの実験において、肺転移の評価をインディアインクを摘出肺に注入し、転移巣の数をはかることで評価すると共に、別の実験系で、生存曲線を作ることも計画し順次遂行していく。生存曲線については、局所(Lateral flank)への腫瘍細胞注入モデルでも行う。腫瘍研究結果が思うように出なかったため、物品費と発表用のデータ不足に伴い学会参加などの旅費が予定通り計上できなかった。今後も消耗品費の割合が多くなることが予想される(抗体やPCRプライマーなどに要する費用)。研究結果は、共同研究者と共に検証後、速やかに投稿作業に移る予定であり、英文校正及び投稿料に充てる。最近ではOpen accessの英文紙が急増しているが、中にはImpact factorの高いものもあり、投稿を考える雑誌が多くなっている。特にOpen access英文紙の投稿料は高くこれに充てる費用として考えている。
口内法ディジタルラジオグラフィーの規格撮影によるインプラントの予後評価の確立

本研究の目的は、口内法用ディジタル撮影装置を用いた場合の最適な照射線量、画像処理条件を検討し、ディジタル撮影装置を用いてインプラントの予後評価を行う際、安全かつ簡便で幾何学的に再現性のある撮影が可能な補助器具の開発とディジタルサブトラクションの可能性を検討することである。屍体下顎骨の臼歯欠損部にインプラントフィクスチャーを埋入し、周囲に1mmから3mmまでの骨欠損を順次作成し撮影を行い評価した。撮影にはディジタル撮影装置Digoraおよびdental X線フィルムEktaspeed Plusを使用した。結果、Digoraでは、照射時間0.5秒で骨欠損2mm以上のものが検出可能であり、Ektaspeed PlusよりもSensitivity、Specificity、Accuracyともに優れており、照射時間を1/5にしても検出能に問題はなく、線量の低減が可能であることが示唆された。規格撮影用補助器具には、咬合印記に使用されるフェイスボートランスファーを改良することで、再現性のある撮影が可能となった。撮影はダイレクトディジタル装置CDRを用い、乾燥頭蓋骨の下顎大臼歯部に骨変化を付与するための数種の骨チップを置き撮影した。各画像は自動重ね合わせ機能を有するディジタルサブトラクション用ソフト(Emago^<【〇!R】>)を用いてサブトラクションし評価した結果、CDRでは通常のdentalフィルムより高いAccuracyを示した。開発した補助器具を用い、ディジタルサブトラクション用ソフト(Emago^<【〇!R】>)を用いた方法がインプラントの予後を経時的に観察する上で有用であることが示唆された。口内法用ディジタルラジオグラフィー装置を用いて、最適な照射量、画像処理条件、ディジタルサブトラクションの可能性を検討するために、まず、臼歯部に欠損部位を持つ屍体下顎骨標本を用い、それらの欠損部にBranemark implantフィクスチャーを埋入し、ディジタルラジオグラフィー装置Digora(Soredex Orion Corporation,Helsinki,Finland)および通常の口内法用X線フィルムEktaspeed Plus(Eastman Kodak Co.,Rochester,N.Y)を使用し撮影を行った。撮影装置はHi-Emix dental Xray unitを使用、管電圧は60Kvとした。次にフィクスチャー周囲に骨欠損を人工的に作成し、その都度撮影を行い、コンピュータ上で、適切な画像処理を行い、それらの画像を4人の歯科放射線科医が観察した結果、Digoraでは、照射時間0.5秒で骨欠損2mm以上のものが検出可能であり、Ektaspeed PlusよりもSensitivity、Specificity、Accuracy共に優れていた。またDigoraでは、照射時間を1/5にしてもEktaspeed Plusとほぼ同等の検出能があった。サブトラクションに関しては、屍体下顎骨標本の臼歯部の歯頚部、歯根部に厚さ210ミクロンの鋼箔を置き、口内法ディジィタルシステムCDRで撮影を行った。それらの画像を用いて単純にグレー値をサブトラクションしたところ、歯頚部、歯根部のどちらでも5ミクロンの銅箔まで検出することができ、この方法が、インプラント予後の判定のために役立つ可能性が示唆された。
超高速衝突によるマイクロ波発生現象の解明と応用

高速物体が金属板に衝突する際,マイクロ波が放出される現象について,実験と理論から原因を追求した.今年度は種々の金属標的に,同じ速度で衝突させ実験を行った.データの再現性を確認すると共に,周波数特性にステンレスとアルミで顕著な差が観られた,これらの実験事実を基に,電子の熱的な励起と表面からの放射,およびマイクロ波電力と衝撃荷重の対応関係を検討した.デブリが宇宙基地等に衝突する際,発生するマイクロ波によりデブリ検出するシステムについて,システムS/Nの解析を行った.ビーム巾が広いアンテナで効率的に監視できることを示した.また2アンテナを用いて衝突場所を特定するため,基礎的実験を行った.マイクロ波発生が,高温で生成されるプラズマによるものかを確かめるため,静圧力により岩石を破壊したところ,マイクロ波が検出された.発生電力量は,圧電性強い珪岩と弱い斑レイ岩で,ほとんど同じである.花崗岩と玄武岩では,明らかに発生電力が少ない.そのデータの解析を進めた.発生電力量が,破壊直前の圧縮力(岩石により異なる)にほぼ比例することが示された.従って,この現象がプラズマによるものでなく,岩石の破壊の激しさに関連することが推定される.地震に際して岩石が破壊され発生するマイクロ波を、人工衛星で受信できるかを見るために,システムの検討を進めた.実験値を元に発生電力を推定し,システムS/Nを求めた.その結果,充分検出の可能性があることが示された.また宇宙研本部の科学衛星の蓄積データにおいて,地震時のマイクロ波受信記録を調査した.先に、デブリなどの高速物体が金属板に衝突する際、電磁波が放出される現象を見いだした。今年度は、受信機における入出力特性の校正を行い、観測に適する系を構成した。また、記録装置の高性能化により、高い時間分解能での観測を可能とし、放射が極短パルスであることを突き止めた。衝突速度を4段階で変えて、マイクロ波放射を観測したところ、放射電力は速度の2乗より高い依存性を持つ(7から9乗)ことを明らかにした。衝突標的として、種々の材質について実験を行い、物質定数依存性について検討した。放射電力が標的の導電率、密度にほぼ比例することを見いだした。1MHzから22GHzまでの4つの周波数帯で同時観測することで、放射の周波数依存性を検討した。全帯域において信号は観測され、そのスペクトルは2GHz帯が最も高いことが明らかにされた。衝突によるプラズマ発生を避けるため、静圧力により岩石を破壊してマイクロ波検出実験を行った。同じような放射現象が得られた。これらの実験事実を基に、物体の破壊に伴う放電によってマイクロ波が放射されるメカニズムを提案した。放出モデルから放射電界、出力電圧の理論値を計算すると、周期等波形の特徴が実験値と一致することを示した。なお、補助金により購入したマイクロ波発生器は、受信機の校正に使用された。高速物体が金属板に衝突する際,マイクロ波が放出される現象について,実験と理論から原因を追求した.今年度は種々の金属標的に,同じ速度で衝突させ実験を行った.データの再現性を確認すると共に,周波数特性にステンレスとアルミで顕著な差が観られた,これらの実験事実を基に,電子の熱的な励起と表面からの放射,およびマイクロ波電力と衝撃荷重の対応関係を検討した.デブリが宇宙基地等に衝突する際,発生するマイクロ波によりデブリ検出するシステムについて,システムS/Nの解析を行った.ビーム巾が広いアンテナで効率的に監視できることを示した.また2アンテナを用いて衝突場所を特定するため,基礎的実験を行った.マイクロ波発生が,高温で生成されるプラズマによるものかを確かめるため,静圧力により岩石を破壊したところ,マイクロ波が検出された.発生電力量は,圧電性強い珪岩と弱い斑レイ岩で,ほとんど同じである.花崗岩と玄武岩では,明らかに発生電力が少ない.そのデータの解析を進めた.発生電力量が,破壊直前の圧縮力(岩石により異なる)にほぼ比例することが示された.従って,この現象がプラズマによるものでなく,岩石の破壊の激しさに関連することが推定される.地震に際して岩石が破壊され発生するマイクロ波を、人工衛星で受信できるかを見るために,システムの検討を進めた.実験値を元に発生電力を推定し,システムS/Nを求めた.その結果,充分検出の可能性があることが示された.また宇宙研本部の科学衛星の蓄積データにおいて,地震時のマイクロ波受信記録を調査した.