hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
解剖体の防腐処置の基盤作りの試み

正常解剖実習を行うための解剖体の固定液として広く用いられているホルムアルデヒド(FA)は、呼吸器障害や粘膜障害等を起こすことが知られ、また、発ガン物質としても問題視されている。報告者らは、様々な解剖体への注入液の開発を試み、解剖体の固定・防腐効果について研究した。結果、開胸・開腹前におけるFA濃度を1ppm以下にまで低減することができた。しかしながら、開胸・開腹後にFA濃度の上昇がみられたことから、解剖体内部(内臓)のFAに対する低減対策が必要である。正常解剖実習における解剖体の防腐処置には一般的にホルムアルデヒド(FA)が用いられている。平成20年3月より特定化学物質障害予防規則が改正され、FA管理濃度指針値の強化(0.1ppm以下)により、正常解剖実習におけるFA暴露低減が必須となった。各大学では全体換気システムの導入や光触媒、また最近では局所排気システムによる低減対策も行われている。しかし、各大学での実習室や作業環境の構造が異なるため、FA濃度が0.1ppm以下に達している大学は限られている。本研究の目的は、解剖体への固定液の組成・注入法の確立と、保存期間中に解剖体に蓄積するFAを低減させることで、作業環境測定での全体的なFA管理濃度を低減し、解剖学における教育環境および作業環境をさらに改善することである。平成26年度は、解剖体への固定液の組成について、一般的なホルマリン法の他に3種類の固定液を作製し、その固定効果と防腐効果について比較検討した。無作為に選定したご遺体を、一般的なホルマリン法(FAの濃度が3.7%)、アルコールを主成分とするThiel法(FAの濃度が1.8%)、親水性高分子モノマーであるピロリドンを主成分とするプリザーブ法(FAの濃度が0%)、飽和食塩水を主成分とするSSS(Saturated salt solution)法(FAの濃度が0.75%)により注入固定し、それらの固定効果と防腐効果を、肉眼的解剖による観察、細菌および真菌培養試験によって比較検討した。ホルマリン法、プリザーブ法、SSS法、Thiel法の順に解剖体関節部の可動域が広くなることが明らかとなった。また、SSS法、Thiel法では筋・内臓自体の柔らかさも認められた。一方、各々の固定法で解剖の経過に伴う解剖体の肉眼的変化が認められた。その原因として、固定液中の水分の蒸散とともに主成分の経時的変化が考えられた。解剖体の固定前後および保存期間中の経時的な体重変化についても今後の研究課題と考えられた正常解剖実習における解剖体の防腐処置には一般的にホルムアルデヒド(FA)が用いられている。平成20年3月より特定化学物質障害予防規則が改正され、FA管理濃度指針値(0.1ppm以下)の強化により、正常解剖実習におけるFA暴露低減が必須となった。本研究では、解剖体への固定液の組成・注入法の確立と、保存期間中に解剖体に蓄積するFAを低減させ、作業環境測定での全体的なFA管理濃度の低減を目的とし、解剖学における教育環境および作業環境をさらに改善することである。平成27年度は、防腐処置でのFA対策として、飽和食塩水を主成分とするFA0.8%の固定法(SSS法)、実習中に揮発したFA対策として、FAをスカベンジする作用がある尿素の散布(尿素法)を試みた。方法として、SSS法では、10%ホルマリン(3.7%FA)とSSS法(0.8%FA含有飽和食塩溶液)により防腐処置された解剖体のFA濃度を測定した。尿素法では、10%ホルマリンにより防腐処置された解剖体から臓器を取り出し、尿素(50g尿素/100ml70%アルコール)散布前後におけるFA濃度の測定をした。また両法ともに標本の長期保存を試みた。結果として、SSS法では、解剖体のFA濃度は減少し、かつ1年間以上の長期保存が可能であった。一方で、正常解剖実習用の遺体としては十分な固定効果は得られなかった。尿素法では、FA濃度が10分の1にまで減少するものの、1か月後には真菌の発生が見られた。結論として、SSS法および尿素法は、ともに解剖体のFA濃度の低減に有用であるが、実際の正常解剖実習に導入するには、さらなる改良が必要である。本研究では、解剖実習室におけるホルムアルデヒド(FA)の管理濃度低減を目的としている。FA濃度を低減させる為に様々な固定液による注入を試みた。同時にそれらの固定法による解剖体の固定・防腐効果を比較した。平成26年度は、サージカルトレーニングにおける解剖体の有用性を中心に、一定の成果が得られたが、解剖体の長期保存が求められる解剖学教育および研究における解剖体の有用性については、さらに検討が必要である。解剖学・生理学

様々な固定液により注入された解剖体から発生するFA濃度の経時的な測定を行う。注入前と注入後の解剖体の体重を測定し、解剖体の保存期間中における経時的変化との関連を検討する。また、筋・肺・肝臓・消化管・腎臓・脳の組織標本を作製し、固定効果を評価する。以上の結果により、解剖体に対する固定法を微細調整することで作業環境測定での全体的なFA管理濃度を低減し、解剖学における教育環境および作業環境をさらに改善する。解剖体モデル作製を中心に、当初予定した研究計画の順序を変更したため。解剖学における教育環境および作業環境をさらに改善するための解剖体モデルの作製に努め、FA濃度の経時的な測定を行う。また、注入前と注入後の解剖体の体重を測定し、解剖体の保存期間中における経時的変化との関連を検討する予定である。
生体における光散乱と呼吸の基礎的解析

本研究の目的の一つである生体の散乱特性を計測するため、1999年度までにゴニオメータを利用した散乱光強度の角度依存性計測システム(ゴニオフォトメータ)の基本構成を完成した。1999年度の研究成果は平成12年度第39回エム・イー学会にて発表した。2000年度にはゴニオフォトメータにより、円筒状石英セルからの散乱パターンを計測した。使用波長は805nmで垂直および水平偏光光の両方につき計測を行った。光学パラメータが既知のアクリル球分散液を用いてゴニオフォトメータを含む計測系の総合的なノイズの検討や感度の検討、Mie理論と比較ができるように単散乱と見なせる濃度の検討などを行い計測がほぼ可能であることが分かった。そこで、血液を含めた最終的な測定では、光学パラメータ既知のアクリル球分散液を標準試料として散乱光強度の角度依存性の計測を行い、その測定結果とMie理論の計算で求めた微分散乱断面積(単位強度の入射光による散乱光強度の角度分布)とを比較することにより計測系の総合的な装置定数を定めた。なお、標準試料のアクリル球粒子分散液は4種用いた。引き続き生理食塩水で希釈した3種のヘマトクリット(赤血球の体績濃度)の血液について散乱光強度の角度分布を測定し、予め求めた総合的な装置定数から希釈血液の微分散乱断面積S(θ)を求めた。血液では試料の濃度によらずデータがほぼ重なった。また、文献値(A.Roggan et al., "Optical Properties of Circulating Human Blood in the Wavelength Range 400-2500nm", J.of Biomedical Optics4(1), pp.36-46, 1999)を参考に直径6μm、球粒子の屈折率1.40として計算した赤血球と等価な球粒子でのMie理論の計算値とほぼ合った。また、散乱係数および異方性係数を測定値から推定した。本研究の目的の一つである生体の散乱特性を計測するために、既存のゴニオメータを改造した。本年度に新たに製作した散乱特性計測システムは次のような構成である。ゴニオメータの上に屈折率調整用の水槽を載せ、その水槽の中心に測定試料の入る円筒状石英セルを設置する。水槽の一側面に光学窓を設けこの光学窓を通して半導体レーザからの低周波数で振幅変調された805nmの偏光光を水槽中心の円筒状石英セル内の試料に照射する。試料により散乱された光を試料に向け受光面を向けた光学ファイバを通して受光する。光学ファイバは石英セルを中心に回転できるようになっていて散乱光のパターン(角度分布)を計測できる。受光した散乱光はアバランシェフォトダイオードによって電気信号に変換し、レーザー光と同期したロックインアンプによって計測する。今年度は、システムの校正用試料として粒径既知の0.01%アクリル球分散液と赤血球の低へマトクリット懸濁液とで測定を行った。計測系のS/Nはこの場合、散乱角が4度から90度付近までの広範囲に渡り20dB以上あることを確認した。また、Mie理論との比較によりアクリル球の測定では垂直偏光成分は理論と30度から120度に渡り理論と同様の角度パターンが計測された。このことにより基本的な散乱計測システムの基本構成ははほぼ完成されたと考えている。本システムの特性は以前の計測システムに比べ遥かに測定範囲、S/Nにおいて優れている。

本研究の成果は平成12年度の第39回日本エム・イー学会にて発表の予定である。次年度は本システムによる血液試料による散乱光計測と、新たに吸収の計測について検討する計画である。本研究の目的の一つである生体の散乱特性を計測するため、去年度までにゴニオメータを利用した散乱光強度の角度依存性計測システム(フォトゴニオメータ)の基本構成を完成した。前年度の研究成果は平成12年度第39回日本エム・イー学会にて発表した。本年度は去年度製作したフォトゴニオメータにより、円筒状石英セルからの散乱パターンを計測した。使用波長は805nmで垂直および水平偏光光の両方につき計測を行った。本年度の半ばまでは、光学パラメータ既知のアクリル球分散液を用いて計測系の総合的なノイズの検討や、Mie理論と比較ができるよう単散乱と見なせる濃度の検討などを行った。その後、計測がほぼ可能であることが分かったので、血液の微分散乱断面積の絶対値を推定するために、光学パラメータ既知のアクリル球分散液を標準として測定を行った。その測定結果とMie理論の計算結果とを比較することより計測系の総合的な装置定数を定めた。血液を含めた最終的な測定では、4種のアクリル粒子分散液と3種のヘマトクリット(赤血球の体積濃度)の血液について測定し、総合的な装置定数から単位ヘマトクリットあたりの微分散乱断面積S(θ)を換算し求めた。血液では試料の濃度によらずデータがほぼ重なった。また、文献値(A.Roggan et al.,"Optical Properties of Circulating Human Blood in the Wavelength Range 400-2500nm",J.of Biomedical Optics4(1),pp.36-46,1999)を参考に直径6μm、球粒子の屈折率1.40として計算したMieの計算値とほぼ合った。平成12年の8月に本装置の重要部分であるゴニオメータの故障が発生し、その修理に時間を要したため血液での計測を繰り返し行うことができなかったのが残念である。本研究の成果は平成13年度第40回日本エム・イー学会にて発表予定である。
魚類筋肉の生体膜モデルとしての筋小胞体におけるリン脂質の加水分解に関する研究

生体膜を生理機能を保持した状態で単離し,それを用いて筋細胞内でのリン脂質加水分解のモデル構築とリン脂質加水分解に影響を及ぼす種々の要因の解明をめざして研究を遂行し,以下のような成果を得ることができた.(1)コイ普通筋の生体膜として重要な細胞膜,筋小胞体およびミトコンドリアに注目し,その脂質成分組成などを分析したところ,筋小胞体の組成が普通筋のものと最も良く類似していた.このことから,筋小胞体がコイ普通筋の最も主要な生体膜であり,精製も比較的容易であることから生体膜モデルとして利用できることが明らかとなった.(2)次に,分子内にアミノ基を有するホスファチジルエタノールアミン(PE)をフルオレサミンで標識した後,薄層クロマトグラフィーで分離し,蛍光強度により定量するという非常に高感度な分析法を確立した.これにより,極微量の筋小胞体においてもPEの定量が可能となり,筋小胞体リン脂質の加水分解の程度を示す指標として用いることが可能となった.(3)筋小胞体015°Cでインキュベートしたところ,いずれの温度帯びにおいてもCa^<2+>存在下でリン脂質の加水分解が促進された.従って,リン脂質加水分解酵素は筋小胞体に結合しており,Ca^<2+>によって活性化されるものと考えられた.また,細胞質画分を添加した場合に,リン脂質がより速やかに加水分解され,これもCa^<2+>依存性であった.このことより,細胞質画分にもCa^<2+>依存性のリン脂質加水分解酵素あるいはその活性化因子が存在することが予想された.以上の結果から,何らかの方法を用いて筋細胞内Ca^<2+>濃度を低下させることによって魚類筋肉のリン脂質加水分解を阻害できるものと考えられる.今後は,生細胞を用いた実験により,筋細胞内Ca^<2+>濃度の上昇がリン脂質加水分解を誘導するという仮説を確認する予定である.また,今回の研究では確認できなかったリン脂質加水分解酵素の同定も合わせて行う予定である.生体膜を生理機能を保持した状態で単離し,それを用いて筋細胞内でのリン脂質加水分解のモデル構築とリン脂質加水分解に影響を及ぼす種々の要因の解明をめざして研究を遂行し,以下のような成果を得ることができた.(1)コイ普通筋の生体膜として重要な細胞膜,筋小胞体およびミトコンドリアに注目し,その脂質成分組成などを分析したところ,筋小胞体の組成が普通筋のものと最も良く類似していた.このことから,筋小胞体がコイ普通筋の最も主要な生体膜であり,精製も比較的容易であることから生体膜モデルとして利用できることが明らかとなった.(2)次に,分子内にアミノ基を有するホスファチジルエタノールアミン(PE)をフルオレサミンで標識した後,薄層クロマトグラフィーで分離し,蛍光強度により定量するという非常に高感度な分析法を確立した.これにより,極微量の筋小胞体においてもPEの定量が可能となり,筋小胞体リン脂質の加水分解の程度を示す指標として用いることが可能となった.(3)筋小胞体015°Cでインキュベートしたところ,いずれの温度帯びにおいてもCa^<2+>存在下でリン脂質の加水分解が促進された.従って,リン脂質加水分解酵素は筋小胞体に結合しており,Ca^<2+>によって活性化されるものと考えられた.また,細胞質画分を添加した場合に,リン脂質がより速やかに加水分解され,これもCa^<2+>依存性であった.このことより,細胞質画分にもCa^<2+>依存性のリン脂質加水分解酵素あるいはその活性化因子が存在することが予想された.以上の結果から,何らかの方法を用いて筋細胞内Ca^<2+>濃度を低下させることによって魚類筋肉のリン脂質加水分解を阻害できるものと考えられる.今後は,生細胞を用いた実験により,筋細胞内Ca^<2+>濃度の上昇がリン脂質加水分解を誘導するという仮説を確認する予定である.また,今回の研究では確認できなかったリン脂質加水分解酵素の同定も合わせて行う予定である.
不飽和下層土中の熱・水分環境変化が土壌微生物活性に及ぼす影響

土壌圏・地下水圏は,自然環境における窒素・炭素・酸素などの循環の要になっており,その分解・生成課程において微生物が大きな役割を果たす.また,汚染土壌・地下水の浄化にも,微生物の物質分解機能の利用が図られている.しかしながら,土壌・地下水環境,微生物種,物質は多種多様であり,微生物数やその活性は,土壌構成成分,間隙構造,土壌空気成分,温度,水分量などにより異なる.従って,土壌・地下水中における物質循環の定量的に評価するためには,環境条件と微生物数との関係を把握する必要がある.そこで本研究では,物質分解機能を有する微生物の培養を試み,種々の土壌あるいは環境条件下における微生物の活性と分解機能の関係を,室内実験により調べることを目的とする.本年度においては,昨年度に引き続き,研究代表者が所属する研究機関建物屋上に設置された緑化土壌および敷地内の植生を有する土壌を対象とし,不飽和土壌の温度および水分量の変化に伴うバイオマス量の変化特性を調べるための予備的な試験として,以下の実験を行った.1.屋上緑化区域の土壌および植生を有する土壌を採取した後,カラムに詰め,温度および湿度を一定に保った恒温恒湿器内に設置する.2.一定期間放置後,土壌バイオマスをクロロホルム燻蒸法により測定する.昨年度の研究成果を鑑みて,本年度は特に培養・測定技術の精度向上に努めたが,環境および土壌条件の違いによる土壌バイオマス量の有意な違いを確認するに至らなかった.土壌圏・地下水圏は自然環境における窒素・炭素・酸素などの物質大規模循環の要になっており,その分解・生成に微生物は大きな役割を果たす.また,汚染土壌・地下水の浄化にも,微生物の物質分解機能の利用が図られている.しかしながら微生物数やその活性は土壌構成成分,間隙構造,土壌空気成分,有機物量,温度,水分量などにより異なることから,土壌・地下水中における物質循環の定量的な評価のためには環境条件と微生物の生態との関係を把握する必要がある.そこで本研究では物質分解機能を有する微生物の培養を試み,種々の土壌あるいは環境条件下における微生物の活性と分解機能の関係を,室内実験により調べることを目的とする.本年度においては研究代表者が所属する屋上緑化土壌を対象とし,不飽和土壌の温度および水分量の変化に伴うバイオマスの変化特性を調べるための予備的な試験として,以下の実験を行った.(1)屋上緑化区域の土壌を採取した後,カラムに詰め,温度および湿度を一定に保つた恒温恒湿器内に設置する.(2)一定期間放置後,土壌バイオマスを測定する.結果として,培養・測定技術の不備により,環境条件の違いによる土壌バイオマス量の違いを確認するに至らなかった.次年度以降,引き続き同様の試験を行い,緑化土壌における熱・水分環境条件と土壌バイオマスの関係を調べる予定である.土壌圏・地下水圏は,自然環境における窒素・炭素・酸素などの循環の要になっており,その分解・生成課程において微生物が大きな役割を果たす.また,汚染土壌・地下水の浄化にも,微生物の物質分解機能の利用が図られている.しかしながら,土壌・地下水環境,微生物種,物質は多種多様であり,微生物数やその活性は,土壌構成成分,間隙構造,土壌空気成分,温度,水分量などにより異なる.従って,土壌・地下水中における物質循環の定量的に評価するためには,環境条件と微生物数との関係を把握する必要がある.そこで本研究では,物質分解機能を有する微生物の培養を試み,種々の土壌あるいは環境条件下における微生物の活性と分解機能の関係を,室内実験により調べることを目的とする.本年度においては,昨年度に引き続き,研究代表者が所属する研究機関建物屋上に設置された緑化土壌および敷地内の植生を有する土壌を対象とし,不飽和土壌の温度および水分量の変化に伴うバイオマス量の変化特性を調べるための予備的な試験として,以下の実験を行った.1.屋上緑化区域の土壌および植生を有する土壌を採取した後,カラムに詰め,温度および湿度を一定に保った恒温恒湿器内に設置する.2.一定期間放置後,土壌バイオマスをクロロホルム燻蒸法により測定する.昨年度の研究成果を鑑みて,本年度は特に培養・測定技術の精度向上に努めたが,環境および土壌条件の違いによる土壌バイオマス量の有意な違いを確認するに至らなかった.
複雑な相互内部構造を持つ高次元システムの準乱数シミュレーション

いくつか代表的な接合関数を選んで,一様分布する準乱数を当該関数により記述される確率分布へ変換したとき,変換アルゴリズムの違いが与える影響の考察を行った.数値的な比較の観点では,関連文献の検討からいくつかの尺度を用いることを考え,予備的な実験を行った.そこではアルゴリズムによる大きな違いは確認できていないが,より詳細な実験により確認作業を続けている.併せて理論的な分析のための手法を検討すべく,文献の調査を行った.その成果を組み込んだ評価方法を引き続き検討している.また実データからいろいろな推定を行うことを目指す試みとして,経験接合関数の推定に準乱数を用いる研究を行った.具体的には,いくつかのパラメトリックな接合関数に従うサンプルを,乱数と準乱数のシミュレーションで発生させ,それぞれのサンプルに対して経験ベータ接合関数や経験Bernstein接合関数の推定を行なった.数値実験の結果からは,準乱数によるサンプルを用いるほうが,同じサンプルサイズの乱数を用いるよりも,偏りや分散が一桁程度小さいことが見いだされた.理論上,漸近的には予想される結論であるが,小標本の場合はこのような実験による検証は有用であろう.この内容について,国際会議での発表を予定している.関連する応用問題として,ロバストな施設配置問題の実例をORの分野から選んで,解法の検討を行っている.まだ準乱数を適用する段階には至っていないが,通常のモンテカルロ法の応用をした数値的実験を行った.得られた解の性質などを検討している.この内容に関連した学会発表を行った.いくつかの予備的な数値実験を行い,結果の整理を行うことができた.文献調査から,さらに詳細な検討を行うための手がかりを得ることができたので,今後試行する追加実験の見通しを得ている.理論面でもいくつか新しい手法(経験接合関数など)を使って,補完的な数値実験を考案できそうである.まだ直接的な応用問題を提示するにはいたっていないが,OR分野の主要な問題を例に,並行的に研究を続けている.当初の研究計画からの大きな変更はないが,引き続き理論的な検討と数値実験を組み合わせて研究を進めていく.応用例については,現在手掛けている問題の検討を進める一方,新たな課題の発掘にも努める.これまでの成果をもとに国際会議での発表を予定しているので,そこでのフィードバックを織り込みながら研究の精緻化に努める.いくつか代表的な接合関数を選んで,一様分布する準乱数を当該関数により記述される確率分布へ変換したとき,変換アルゴリズムの違いが与える影響の考察を行った.数値的な比較の観点では,関連文献の検討からいくつかの尺度を用いることを考え,予備的な実験を行った.そこではアルゴリズムによる大きな違いは確認できていないが,より詳細な実験により確認作業を続けている.併せて理論的な分析のための手法を検討すべく,文献の調査を行った.その成果を組み込んだ評価方法を引き続き検討している.また実データからいろいろな推定を行うことを目指す試みとして,経験接合関数の推定に準乱数を用いる研究を行った.具体的には,いくつかのパラメトリックな接合関数に従うサンプルを,乱数と準乱数のシミュレーションで発生させ,それぞれのサンプルに対して経験ベータ接合関数や経験Bernstein接合関数の推定を行なった.数値実験の結果からは,準乱数によるサンプルを用いるほうが,同じサンプルサイズの乱数を用いるよりも,偏りや分散が一桁程度小さいことが見いだされた.理論上,漸近的には予想される結論であるが,小標本の場合はこのような実験による検証は有用であろう.この内容について,国際会議での発表を予定している.関連する応用問題として,ロバストな施設配置問題の実例をORの分野から選んで,解法の検討を行っている.まだ準乱数を適用する段階には至っていないが,通常のモンテカルロ法の応用をした数値的実験を行った.得られた解の性質などを検討している.この内容に関連した学会発表を行った.いくつかの予備的な数値実験を行い,結果の整理を行うことができた.文献調査から,さらに詳細な検討を行うための手がかりを得ることができたので,今後試行する追加実験の見通しを得ている.理論面でもいくつか新しい手法(経験接合関数など)を使って,補完的な数値実験を考案できそうである.まだ直接的な応用問題を提示するにはいたっていないが,OR分野の主要な問題を例に,並行的に研究を続けている.当初の研究計画からの大きな変更はないが,引き続き理論的な検討と数値実験を組み合わせて研究を進めていく.応用例については,現在手掛けている問題の検討を進める一方,新たな課題の発掘にも努める.これまでの成果をもとに国際会議での発表を予定しているので,そこでのフィードバックを織り込みながら研究の精緻化に努める.物品費,旅費が当初見込みより少額で済んだため.次年度に予定する研究成果発表のための旅費の追加とする.
解剖学的分類に基づく知的CAD

マルチスライスCTの進歩により,臨床分野からこの膨大な3次元CT画像を正確に効率よく読影する診断支援技術の開発が強く求められている.これには医師がコンピュータを利用した新しい画像診断が有望である.このため,本研究では1.画像データベースの構築,2.肺がんを中心とした多臓器・多疾患の画像診断支援アルゴリズムの開発,3.臨床評価とシステム化の研究量題に取り組んだ.1.画像データベース構築個人情報を保護するセキュリティ対策を施したマルチモーダル画像データベースの大規模化と体幹部がん検出・診断アルゴリズムの臨床評価を実施できる体制の構築を行った.2.肺がんを中心とした多臓器・多疾患の画像診断支援アルゴリズムのシステム化体幹部CT画像から体幹部の疾患の形態的・機能的な画像特徴の定量的な解析による定量的な根拠に基づいて肺がん・肺気腫・冠動脈石灰化・骨粗鬆症の検出・診断アルゴリズムを開発した.本年度の取り組みは次の通りである.(1)臓器セグメンテーションと計測:臓器の解剖学的構造の空間的配置を導入し,臓器抽出の高度化を進め,区域気管支の分類を肺葉内における気管支の空間的な分布を用いて行うアルゴリズムを研究開発した.(2)肺がん検出アルゴリズム:高精度な臓器セグメンテーションの結果に基づいて,肺内領域や肺境界領域を検査して孤立結節,血管に接触する結節,胸壁・縦隔・横隔膜に接触する結節を検出するアルゴリズムを研究開発した.(3)肺気腫検出:肺気腫検出は,肺内領域内で低濃度の小領域を検出するアルゴリズムの開発を進めた.時系列の3次元CT画像を用いて肺内領域内で低濃度領域の経過変化を定量化する手法を開発した.(4)冠動脈石灰化検出:冠動脈石灰化検出は縦隔領域の大動脈・肺動脈を特定し,冠動脈が走行する心臓表面領域の高濃度の小領域を検出する手法を開発した.(5)骨粗鬆症検出:骨粗鬆症検出は脊椎を解析して各胸椎を特定し,その海綿骨部のCT値・骨密度値を測定して異常部位の検出を行う手法を開発した.3.臨床評価とシステム化体幹部疾患検出・診断アルゴリズムを画像データベースによる統計的な評価によってその有用性を示した.これらのアルゴリズムを統合した高性能診断エンジン,高機能UI及び,実時間処理などのシステム化に向けた研究開発を実施した.マルチスライスCTの進歩により,臨床分野からこの膨大な3次元CT画像を正確に効率よく読影する診断支援技術の開発が強く求められている.これには医師がコンピュータを利用した新しい画像診断が有望である.このため,本研究では1.画像データベースの構築,2.肺がんを中心とした多臓器・多疾患の画像診断支援アルゴリズムの開発,3.臨床評価とシステム化の研究量題に取り組んだ.1.画像データベース構築個人情報を保護するセキュリティ対策を施したマルチモーダル画像データベースの大規模化と体幹部がん検出・診断アルゴリズムの臨床評価を実施できる体制の構築を行った.2.肺がんを中心とした多臓器・多疾患の画像診断支援アルゴリズムのシステム化体幹部CT画像から体幹部の疾患の形態的・機能的な画像特徴の定量的な解析による定量的な根拠に基づいて肺がん・肺気腫・冠動脈石灰化・骨粗鬆症の検出・診断アルゴリズムを開発した.本年度の取り組みは次の通りである.(1)臓器セグメンテーションと計測:臓器の解剖学的構造の空間的配置を導入し,臓器抽出の高度化を進め,区域気管支の分類を肺葉内における気管支の空間的な分布を用いて行うアルゴリズムを研究開発した.(2)肺がん検出アルゴリズム:高精度な臓器セグメンテーションの結果に基づいて,肺内領域や肺境界領域を検査して孤立結節,血管に接触する結節,胸壁・縦隔・横隔膜に接触する結節を検出するアルゴリズムを研究開発した.(3)肺気腫検出:肺気腫検出は,肺内領域内で低濃度の小領域を検出するアルゴリズムの開発を進めた.時系列の3次元CT画像を用いて肺内領域内で低濃度領域の経過変化を定量化する手法を開発した.(4)冠動脈石灰化検出:冠動脈石灰化検出は縦隔領域の大動脈・肺動脈を特定し,冠動脈が走行する心臓表面領域の高濃度の小領域を検出する手法を開発した.(5)骨粗鬆症検出:骨粗鬆症検出は脊椎を解析して各胸椎を特定し,その海綿骨部のCT値・骨密度値を測定して異常部位の検出を行う手法を開発した.3.臨床評価とシステム化体幹部疾患検出・診断アルゴリズムを画像データベースによる統計的な評価によってその有用性を示した.これらのアルゴリズムを統合した高性能診断エンジン,高機能UI及び,実時間処理などのシステム化に向けた研究開発を実施した.3次元CTの進歩により、高分解能3次元画像を正確に読影する診断支援技術の開発が臨床分野から強く求められている。そのために、読影医がコンピュータ利用によって効果的に読影する新しい画像診断法を研究開発し、診断能や診断スループットを格段に向上させることを図る。本研究では胸部3次元CT画像を用いて肺・心血管・骨の多疾患を診断するためのコンピュータ支援診断システムを研究開発する。このためには、(1)大規模症例画像データベースの構築、(2)大規模画像データベース解析による新しい解剖学的知見、(3)根拠に基づく画像診断法の確立、(4)検出と診断のための画像処理・理解の開発の研究課題がある。医学者と工学者との連携によって協力に研究推進する医工連携の研究体制を築いて進める。本年度は主に3次元CT画像からの肺がんの検出と分類について研究を進めた。

(1)肺がん検出システムの研究開発(1-1)データベースの構築:システム開発には,CT機種,CT撮影条件,個体差などの変動に対応できる汎用性が必要である。このために大規模の大容量画像データベースを作製するとともに開発システムの臨床評価を実施できる体制を構築した。(1-2)がん検出アルゴリズムの研究開発:アルゴリズムは肺領域の全体構成からチェックを開始してがんを特定するトップダウン方式とがん候補特徴から開始して肺領域の全体構成を認識して特定するボトムアップ方式の両面から進めた。微小がん陰影を発見することを可能にしている。(2)肺がん鑑別システムの研究開発肺がんの進行度を多段階的に区別する分類アルゴリズムや形態的特徴に基づくがん・非がんの分類アルゴリズムを研究開発している。また,大規模症例画像データベースからがん・非がんの類似症例を利用して診断することを研究開発している。これらの成果を利用して高精度ながん・非がんの鑑別を行うシステムを研究開発している。マルチスライスCTの進歩により、臨床分野からこの膨大な3次元CT画像を正確に効率よく読影する診断支援技術の開発が強く求められている。これには医師がコンピュータを利用した新しい画像診断が有望である。本研究では、胸部3次元CT画像を用いて肺疾患・心血管疾患・骨疾患を同時に診断するためのコンピュータ支援診断(CAD)を研究開発する。このために、大規模症例画像データベースの構築、大規模画像データベース解析による新しい解剖学的知見、根拠に基づく画像診断法の確立、検出と診断のための画像処理・理解について研究開発する。これらを工学者と医学者との強力な連携によって進めて世界トップレベルの質の高い研究成果を得るとともに、高性能な胸部CT画像のCADのプロットタイプを開発して臨床運用・評価を受けて実用的システムを完成させる。マルチスライスCT画像を用いて肺がん・肺気腫、冠動脈石灰化、骨粗鬆症を対象とする検出CADの研究開発を進めている。これらの手法は胸部3次元CT画像から体、骨、胸壁・胸郭、気管・気管支、縦隔領域・横隔膜、肺内領域・肺門部、肺血管の臓器を体系的に高精度に抽出する。その後に、診断対象の臓器が正常構造であるか異常構造であるかを検査する。これらによって、肺がん検出の場合は肺内や肺境界領域を検査して孤立結節、血管に接触する結節、胸壁・縦隔・横隔膜に接触する結節を肺がん候補として検出する。肺気腫は肺内領域内で低濃度の小領域を早期肺気腫として検出する。冠動脈石灰化検出の場合は縦隔領域の大動脈・肺動脈を特定し、心臓表面の高濃度の小領球を早期肺気腫検出する。骨粗鬆症検出の場合は脊椎を抽出して胸椎を特定し、その海綿骨部の骨密度を測定しそ診断する。これらを進めて胸部CTの多臓器・多疾患CADを世界に先駆けて開発する。これには医師がコンピュータを利用した新しい画像診断法が望まれる。本研究では、胸部3次元CT画像を用いて肺疾患・心血管疾患・骨疾患を同時に診断するための多臓器・多疾患コンピュータ支援診断(CAD)を研究開発する。
内分泌撹乱物質の吸着・分解のための高効率メソポーラスチタン酸化物光触媒の開発

近年、広く環境中に存在する内分泌撹乱物質の対策が急がれている。水中に存在する内分泌撹乱物質への対策として、光触媒を用いた分解が挙げられ、酸化チタン光触媒が現時点で最も有効であろう。触媒の反応速度は濃度が低くなると低下するが、環境水中に存在する内分泌撹乱物質は極低濃度であるので、効率的な除去には、触媒表面付近に濃縮しながら分解することが有効である。そこで本課題では、さらに高効率な吸着濃縮光触媒系を開発すること及び本触媒系の設計指針の確立を目的とし、メソポーラス光触媒の一種であるチタニア架橋粘土について、その表面疎水性が内分泌撹乱物質の吸着分解除去に与える影響を検討し、触媒設計指針の一端として触媒の表面疎水性制御の重要性を明らかにした。化学組成の異なる原料粘土を用いて表面疎水性の異なる4種類のチタニア架橋粘土を合成した。これらのTiO_2結晶性およびサイズ、細孔構造には大きな違いが無かったが、チタニア架橋粘土の表面疎水性は、フッ素マイカ>モンモリロナイト>フッ素ヘクトライト>サポナイトの原料粘土の順に変化した。架橋粘土の表面疎水性の増加と共に、吸着定数、分解速度定数共向上を示し、その度合いは疎水性の高い分子であるフタル酸ジブチルで特に著しかった。この結果から液相吸着において疎水性相互作用の影響が大きいこと、吸着濃縮が光触媒反応効率の向上に効果的であること、さらに架橋粘土の表面疎水性の向上が高効率光触媒設計指針として重要であることが明らかになった。またビスフェノールAの分解では最も表面疎水性の高いチタニア架橋マイカは光照射後3hで、最も疎水性の低いチタニア架橋サポナイトでもさらに照射時間をかければ、検出限界の10ppb以下にまで分解することが明らかとなり、中間生成物も確認されなかった。近年、内分泌撹乱物質が、広く環境中に存在することが判明し、生態系のみならず、人類の将来をも脅かす物として認識され始めた。水中に存在する内分泌撹乱物質への対策として、光触媒を用いた分解が挙げられるが、酸化チタン触媒が最も活性が高い。触媒の反応速度は濃度が低くなると低下するが、環境水中に存在する内分泌撹乱物質は極低濃度であるので、効率的な除去には、濃縮して分解することが有効である。平成13年度の本特定領域研究により内分泌撹乱物質分子とほぼ同じサイズの細孔を持つメソポーラスシリカを担体としたときに担体上に内分泌攪乱物質が多く吸着しその結果、光触媒活性が向上することを見いだした。そこで本年度は、メソポーラス構造をもった酸化チタン架橋粘土触媒を合成し、検討を行った。先に我々は酸化チタン架橋粘土触媒に水熱処理を施すことにより、架橋粘土構造を保ちながらチタニアピラーを結晶化させることが可能であり、その結果光触媒活性が向上することを見いだしていた。一般に架橋粘土は疎水性であると認識されているが、本法により合成したチタニア架橋粘土触媒も疎水的であることを確認した。いくつかの内分泌攪乱物質において分子の疎水性・親水性を調べ、チタニア架橋粘土触媒の吸着特性・光触媒特性を検討したところ、疎水性のものほど良く吸着することが確認され、光触媒活性も向上することが見いだされた。吸着によりあらかじめチタニア近傍に内分泌攪乱物質分子を濃縮しておくことで、全体の光触媒分解速度が向上する事が確認された。
ヒト増殖細胞核抗原(PCNA)変換体を用いるDNA修復機構の解析

本研究の代表者は,PCNAが関与するDNA修復の分子機構の解明を目的として,無細胞ヌクレオチド除去修復系によるin vitroでのDNA損傷修復反応を各種ヒトPCNA変換体を用いて行うことにより,(1)PCNAがDNA損傷の除去修復因子と相互作用する部位の解析,ならびに(2)PCNAと相互作用するDNA修復因子を探索するための実験系の構築を試みた.以下に,今年度得られた新たな知見等の成果を示す.1.Richard D.Woodらにより報告されている方法に従って,HeLa3S細胞の核抽出液をphosphocelluloseカラムクロマトグラフィー,続いてDEAE-Biogelカラムクロマトグラフィーにより分画し,細胞由来のPCNAおよび1本鎖DNA結合蛋白質(HSSB)を含まないフラクション(CFII)とHSSBのみを含むフラクション(CFIA)を調製した.2.紫外線照射により損傷を受けたプラスミドDNAを鋳型として,上記CFIIおよびCFIAフラクションに,既に大腸菌のシステムにより発現,精製された組換え型PCNAを加えて,in vitroでのDNA損傷の修復反応を行った.3.シクロブタン型チミンダイマーあるいは(6-4)光産物を含む合成オリゴヌクレオチドと適当な配列および鎖長のオリゴヌクレオチドをT4DNAリガーゼを用いて結合させ,紫外線損傷塩基をその中央部に1ケ所だけ有する67b.p.の2本鎖DNAフラグメントを作製した.現在,2.の実験において,損傷DNA修復活性の向上を目指して,条件検討を繰り返し行っている.本研究の代表者は,PCNAが関与するDNA修復の分子機構の解明を目的として,無細胞ヌクレオチド除去修復系によるin vitroでのDNA損傷修復反応を各種ヒトPCNA変換体を用いて行うことにより,(1)PCNAがDNA損傷の除去修復因子と相互作用する部位の解析,ならびに(2)PCNAと相互作用するDNA修復因子を探索するための実験系の構築を試みた.以下に,今年度得られた新たな知見等の成果を示す.1.Richard D.Woodらにより報告されている方法に従って,HeLa3S細胞の核抽出液をphosphocelluloseカラムクロマトグラフィー,続いてDEAE-Biogelカラムクロマトグラフィーにより分画し,細胞由来のPCNAおよび1本鎖DNA結合蛋白質(HSSB)を含まないフラクション(CFII)とHSSBのみを含むフラクション(CFIA)を調製した.2.紫外線照射により損傷を受けたプラスミドDNAを鋳型として,上記CFIIおよびCFIAフラクションに,既に大腸菌のシステムにより発現,精製された組換え型PCNAを加えて,in vitroでのDNA損傷の修復反応を行った.3.シクロブタン型チミンダイマーあるいは(6-4)光産物を含む合成オリゴヌクレオチドと適当な配列および鎖長のオリゴヌクレオチドをT4DNAリガーゼを用いて結合させ,紫外線損傷塩基をその中央部に1ケ所だけ有する67b.p.の2本鎖DNAフラグメントを作製した.現在,2.の実験において,損傷DNA修復活性の向上を目指して,条件検討を繰り返し行っている.
認知機能の発達と進化的制約

人間を特徴付ける認知機能がどのように発達するか。そこにはどのような進化的な制約があるか。そうした視点から、ヒトの認知機能の発達をヒト以外の霊長類と比較する研究をおこなった。系統発生的に最も近縁なチンパンジーが主要な被験者であるが、ヒト正常児や自閉症児との比較や、ヒト以外の霊長類の多様な種を対象にした研究もおこなった。チンパンジーは、2000年に生まれた3個体を対象とした。アユム(男)、クレオ(女)、パル(女)と名づけられた。これで、京都大学霊長類研究所には、3世代の老若男女がいる1群14個体のコミュニティーができた。チンパンジーの発達を身近にみる研究は、以下の点でユニークだと言える。1)妊娠から出産を経てその後の日々の発達経過を、2)1日24時間の観察・記録体制のもと、3)しかも検査者が母子と同居できる場面で、ヒトの赤ん坊の発達を見るのと同様に、同一の手法で比較研究できる。胎児期にさかのぼって、生後の認知発達を、実験的に検証した。トピックスとしては、チンパンジー胎児において、パブロフ型条件付け、あるいは条件反射と呼ぶものが、可能なことがわかった。音と振動刺激の連合を学習するものである。出産直後からの特異な行動として、ヒトと同様に新生児微笑の存在が明らかになった。3カ月ころには社会的微笑も始まる。新生児の表情模倣も確認された。表情模倣はいったん消失するが、生後9カ月ころから、改めて明瞭な模倣が始まった。自発的な発声は人間ほど多様ではない。その他、視覚・聴覚・味覚・嗅覚などの感覚・認知機能の発達についても比較資料を得た。いる。また、同様の手法で、系統発生的な比較研究を、チンパンジーだけでなく、ゴリラ、ボノボ、テナガザル、ニホンザルを対象におこなった。こうした研究と平行して、ヒト障害児の研究では、自閉症の子どもにおける発話の生起過程を解析した。いる。
歯周病原性細菌における新規の膜結合型タンパク質の遺伝学的探求とその精製の試み

歯周病原性細菌Porphyromonas gingivalis(P.g.)の産生する2つのシステインプロテアーゼRgpとKgpはプロテアーゼドメインと血球凝集素ドメインの2つの機能ドメインを持つ構造上類似した酵素である。プロテアーゼドメインの内膜から外膜への膜輸送機構にC末端側の血球凝集素ドメインが関与しているかどうかを調べるため、2つの酵素の内の一つKgpをKgp欠損変異体で発現させた。まず、Pg内で安定に存在するプラスミドpYKP028にKgp遺伝子を挿入し、Kgp欠損変異体KDP129へ導入した。このプラスミドにはテトラサイクリンの薬剤耐性遺伝子が含まれており、これにより変異体の選別を行った。発現の確認は合成基質を用いたKgp活性測定と抗体を用いたウエスタンブロット解析で行った。プロテアーゼの正確なC末端側が決定されていないため、分子量から換算したプロテアーゼドメインを導入した結果、その活性および発現は認められなかった。これが正確なC末端側ではなかったためかどうかは現在のところ不明であるが、血球凝集素ドメインの一部を含むコンストラクトではKgp活性および発現が認められたことから、プロテアーゼの発現に血球凝集素ドメインが必要である可能性が示唆された。この変異体はKgp欠損変異体が失った性質、すなわち黒色色素産生能などの回復も認められ、野生型とほぽ同等の性質を持つものと思われる。さらに、血球凝集素ドメインのどの部位が必須か等の解析を行う予定である。歯周病原性細菌Porphyromonas gingivalis (P.g.)の細胞膜は大腸菌と同じく内膜と外膜の2層構造になっており、内膜でのタンパク質輸送機構において膜結合型タンパク質の関与は非常に重要な要素である。しかし、大腸菌のような詳細な膜透過機構に関してはほとんど明らかとされていない。そこで、我々はそれら膜透過性機構に関連した新規のタンパク質の探求を試みることにした。まず、今年度は膜を通過して輸送されるタンパク質として、膜結合型と分泌型の2種類の局在様式として存在する代表的なタンパク質分解酵素であるLys-gingipain (KgP)の輸送機構を調べることにした。KgP遺伝子はプロテアーゼのドメインとカルボキシ末端側の血球凝集素ドメインからなる2つの機能ドメインから成っている。そこで全KgP遺伝子を、P.g.菌体内で安定に維持できるプラスミドpYKP028を用い接合伝達によりP.g.に導入した。テトラサイクリンにより菌株を選別したところ、いくつかのクローンが得られた。しかし、培養上清、菌体内共にKgp活性は認められなかった。また、ウエスタンブロット解析にても同様であった。この理由はまだ明らかではないが、より短い遺伝子(Kgpプロテアーゼドメインと短い血球凝集素ドメインを含んだ遺伝子)では活性が認められたことから、カルボキシ末端側のドメインが遺伝子発現に抑制的に働いている可能性も現在のところ否定できない。現在、メッセージレベルでの解析を行い、カルボキシ末端側のドメインの関与を検討している。また同時に、大腸菌のSec遺伝子からプライマーを設計し、P.g.遺伝子からSec関連遺伝子の採取を試みている。
理科教育のためのニュートリノ物理学実験の公開

主に日本の代表的なニュートリノ実験のひとつであるつくば-神岡長基線ニュートリノ振動実験(K2K実験)に携わっている研究者を中心に、ニュートリノ物理学を直接実験室の現場からの視点で広く紹介し理科教育の教材とすることを目的とし、以下の活動を行った。1)つくばのK2K実験室の見学者に対して見学内容の充実2002年9月に行われた高エネルギー加速器研究機構の一般公開では750名程度の来訪者がK2K実験を見学した。またこれに加え、年間約100件、数百人の一般の見学者がK2K実験を訪た。これらの来訪者に対しては実験グループのメンバーがローテーションを組んで一組あたり平均30分の説明を行ってきた。これらの見学者への対応のため2002年度は2000部のパンフレット、12枚のパネルを製作し情報公開に用いてきた。見学者のうち人数にしてほぼ半分が高校生であり、高校によっては見学が授業のカリキュラムに加えられていて毎年見学に訪れるところも数校ある。2002年度には現在までに8校の高校が見学に訪れた。高校の生徒たちからは物理学の最先端に触れることができて良かった等の感想をもらっている。2)ニュートリノについて解説したホームページを立ち上げK2K実験の見学案内の時も含めて、「ニュートリノって何ですか?」という質問がよく発せられる。この質問に対し、出来るだけ易しく、しかしレベルは下げないで答えようというホームページを立ち上げた。
圧力効果を利用したコンポジット材料および接合材料の開発

本研究は高圧力下で物質はミクロマクロレベルで特異な性質を示すことに注目し、それを利用したコンポジット材料接合材料を開発することが目的である。ここでいうコンポジット材料は従来のものよりも拡張された概念であって、たとえば常圧では水は水酸化物から比較的低温度で脱離して酸化物と水蒸気に分離するが、高圧ではこの分解温度は非常に高温度になり、ある場合は水酸化物のまま溶融する。これは水を多量に含むミクロ非晶質コンポジット材料とも考えられる。ダイヤモンド高温高圧で安定な物質で常圧では1200°Cで黒鉛に変換するが、6GPaでは1600°Cまで安定であるから、ダイヤモンドを含むマイクロコンポジット材料が合成できる。立方晶BNを用いても同様のコンポジット材料が合成できる。本研究で扱ったミクロコンポジット材料の例は銅を含むペロブスカイト類似酸化物等であり、このうちのいくつかの化合物は常圧と高圧で構造が異なり、しかも高圧で且つミクロコンポジット材料を構成する成分(この場合は酸素)を高圧下で注入することによって特徴的な物性この場合超電導が実現する。本研究ではSr-Cu-O系、La-Sr-Cu-O系に属する酸化物系列について高圧相が合成できる圧力-温度-組成の関係を明らかにしてかつそれに対するコンポジット化成分の注入効果について検討した。マクロコンポジット材料としてはダイヤモンドあるいは立方晶BN分散焼結体について試作研究を行い、ある部分では実用的な切削材料としての評価まで進めた。また、新規に注目すべきマクロコンポジット材料として微粒TiC粒子を分散させたダイヤモンドを試作した。以上を総括して、ミクロおよびマクロコンポジット材料を圧力効果を利用して試作した。この結果から、圧力はこのようなコンポジット材料材料を合成する有力な手段であることが明らかとなった。HIP装置により、窒素ガス圧力200MPa、温度約700-1000°Cまでの範囲で,SiC-ガラス、cBN-ガラスなど実用的砥石モデル組成の砥粒とボンドガラスの結合力を向上するための実験を行った。その結果、ボンドガラスのガラス転移点付近で高圧窒素ガスを作用させることは結合力を著しく改善する効果があることが明らかとなった。また、ボンドガラスに窒素が溶解して、ガラス自身の強度を向上させる効果があるかどうかを現在検討中である。ZnS,CaF_2,SrF_2など赤外線透過材料の光学的透明性を維持しつつ強度を向上させるために、粒径1μm以下のダイヤモンド粉末を適当量混合する方法を検討した。混合条件と焼結条件を改善することによって目的に適した材料が開発できる見通しが得られた。高硬度焼き入れ鋼の切削に有効な立方晶BN-超硬合金系積層材料の積層界面の強度を向上させる目的で、界面にTiNとAlを添加する方法により、界面強度が著しく向上し、合金工具鋼の切削試験で良好な結果が得られる程度の積層焼結工具の試作に成功した。界面の反応について,TEMなどで解析した結果、AlはBNと反応してAlN,AlB_2などが生成して結合界面を強化することが明らかとなった。本年度はダイヤモンドの合成特に核発生機構とその後の成長過程を観察する新しい手法を開拓するための予備的な実験を開始した。従来は黒鉛-溶媒金属系を高温高圧状態(HPHT)にして、黒鉛からダイヤモンドは自然核発生して、さらに成長したダイヤモンド結晶を観察して議論してきたが、これでは局所的な温度、炭素濃度などのばらつきその他の制御が困難な因子に結果が左右される。我々はまず、ダイヤモンドが成長する場所の温度と圧力が再現性よく制御されていることを確かめた。温度にして焼く10°Cの幅で制御できる。それに基づき、Ni-Ti系溶媒での種結晶の表面に成長するダイヤモンドのモルホロジーとAセンサー、C

センサー窒素濃度の合成温度による変化を検討して、合成温度が窒素濃度に大きく影響することを見いだした。核発生過程を検討する対象としては、Fe-Co系溶媒を選択した。この系では鉄は炭化物を形成する傾向があり、その程度は温度圧力に大きく影響されるから、ダイヤモンドの核発生過程も同様に大きな影響を受けると推測したからである。実験結果は、予期したよに、ある特定な温度まではダイヤモンドの核発生が抑制され、実験した試料にはラマン散乱、カソードルミネッセンスなどでかろうじて検出できる少量で、微粒のダイヤモンドしかできない。これは炭化物の生成が優先されて、ダイヤモンドの核発生が大きく抑制されるからである。しかし、ある温度を境に急速に該生成密度が増加する。しかも、この境界温度(6GPa,1310°C)は種結晶表面のダイヤモンドの成長においても著しい差異を与えることが見いだされた。本年度はマクロおよびミクロコンポジット材料を高圧力を利用して作製する研究をいくつかの新しい方法を導入して行った。ダイヤモンド系コンポジットについてはこれらの系が液相焼結によってセラミックス化することが多いがそれに伴う粒成長、焼結機構には不明の点が多い。それを解決するためにモデル的な試料構成を考案し、かつ粒成長機構が液相ポケットへの粒子の侵入というKangらの理論的モデルの妥当性を検証する事を進めた。これによって従来考えられていたよりも粒成長は顕著ではなく、微粒子系でも混合状態を改善すれば非常に均質なコンポジットが作製できることが分かった。この結果を利用してダイヤモンド-SiCコンポジットを作製した。Sr-Cu-O系超電導酸化物の酸素注入による超電導化についても重要な知見が得られた。すなわち、酸化剤(KC1O_3,KC1O_4など)が拡散する速度拡散距離が1000°C程度では考えていたよりもはるかに少なくこれによって試料が均質にならず超電導化する条件がきわめて不安定であることが分かった。この結果により、再現性よくこの系で超電導物質が得られる見通しが得られた。黒鉛型hBNにOH基をインターカ-レートする実験は当初予定していた結果が得られず、現在それに替わる方法を模索している段階である。
国際的で学際的な学士課程教育に関する国際比較研究

18年度前半は文献調査と行うとともにこれまでに行った先行研究の検討およびデータの整理、予備調査の分析を加えて、5月にキプロスで行われた欧州比較教育学会およびカンボジアで行われたアジア比較教育学会にて“Comparative Studies of International and Interdisciplinary Undergraduate Programs in Japan, South Korea and the Netherlands"を発表した。10月終わりにはオランダのユトレヒト大学、マーストリヒト大学、トウェンテ大学にてユニバーシティカレッジの訪問調査を行なった。2018年10月のオランダにおける研究調査では、同時18年度前半で行なった先行研究をまとめ、10月終わりにはオランダのユトレヒト大学、マーストリヒト大学、トウェンテ大学にてユニバーシティカレッジの訪問調査を行なった。ここで得られた知見をもとに、嶋内佐絵・ドン・ウェストハイデン・ジョリット・スナイデル「オランダ:国際リベラルアーツ導入が意味するもの」『グローバル化は学士課程をどう変えるか?』(広島大学高等教育開発センター高等教育研究叢書)を執筆、研究成果を2019年3月に東京で行われた国際会議にて発表し、オランダ、韓国、オーストラリア、マレーシア、アメリカ、イギリス、日本からの参加者と共に学士課程教育の国際比較に関する議論を行なった。韓国に関しては、2018年12月には韓国の慶煕大学校、高麗大学校に研究調査を行い、そのインタビューデータを含めた論考として、嶋内佐絵・金良善「韓国:英語重視の大学教育国際化の帰結」『グローバル化は学士課程をどう変えるか?』(広島大学高等教育開発センター高等教育研究叢書)を執筆した。1国内外の調査研究と並行して、日本・韓国・タイ・オランダの各国で、全(研究)大学(専門大学、短期大学などを除く)における国際・学際的な学士課程教育プログラムのリストを作成し、各大学ウェブサイト等から教育の目的・内容・手法に関するデータ(カリキュラム、教育内容・方法、人材育成ビジョン、ディプロマポリシー等)から取得し、テキストを批判的言説分析の手法で質的に考察し、類型化等を通じて整理を行う作業を行っているが、こちらは2018年度に訪問調査を行った韓国・オランダについて先に進行させ、タイ・日本についてのデータ収集を2年目以降(2019年度)に行うこととした。2上記の全容調査の結果から、プログラムの典型性・特殊性等に注目して事例大学を選出し、訪問調査と教職員へのインタビューを通じて、カリキュラムや教育における目的・内容・手法の特徴や課題などに加え、組織と接続の側面も含めた質的分析と議論を行う予定であったが、2018年度は韓国とオランダについて訪問調査を終えることができた。オランダについては2019年度にもう2校の訪問調査を予定している。現在までの進捗状況の1に関しては、2019年度は日本およびタイのデータ収集を開始する。特にタイに関しては、先行研究の収集・検討などについても夏から秋にかけて数ヶ月かけて丁寧な文献調査を行い、その上でインターネット上で基本的なデータ収集を行う。また2の事例研究に関しては、タイは2019年度1月から3月の間に選定した大学への訪問を予定している。日本に関してはすでに訪問調査対象の大学にコンタクトを開始しており、2019年度6月から9月にかけて調査を行う予定である。

2上記の全容調査の結果から、プログラムの典型性・特殊性等に注目して事例大学を選出し、訪問調査と教職員へのインタビューを通じて、カリキュラムや教育における目的・内容・手法の特徴や課題などに加え、組織と接続の側面も含めた質的分析と議論を行う予定であったが、2018年度は韓国とオランダについて訪問調査を終えることができた。オランダについては2019年度にもう2校の訪問調査を予定している。現在までの進捗状況の1に関しては、2019年度は日本およびタイのデータ収集を開始する。特にタイに関しては、先行研究の収集・検討などについても夏から秋にかけて数ヶ月かけて丁寧な文献調査を行い、その上でインターネット上で基本的なデータ収集を行う。また2の事例研究に関しては、タイは2019年度1月から3月の間に選定した大学への訪問を予定している。日本に関してはすでに訪問調査対象の大学にコンタクトを開始しており、2019年度6月から9月にかけて調査を行う予定である。韓国への研究調査出張の経費を他の研究費で清算したため、次年度使用額が生じた。今年度は2回の海外出張、2回の国内出張を予定している。