hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マルチスパーク放電加工の開発に関する研究

従来の放電加工においては放電の発生箇所はただ一箇所である.一方,本研究で開発したマルチスパーク放電加工においては,工作物に対して2つの工具電極を対向させ,放電回路は一方の工具電極→工作物→他方の工具電極の順番に直列に接続される.2つの工具電極はお互いに絶縁された状態で加工機の一つのクイルに固定される.トランジスタがオンのとき,放電は2箇所で生じるので,加工速度は単純には2倍になる.また,消費電力は一つの穴当たりで考えると2分の1となり,大幅な省エネ効果がある.さらに,単結晶シリコンなどの高抵抗材料の加工にマルチスパーク放電加工を適用すると,2つの工具電極は近接しているので,高抵抗材料の中を流れる電流の流路長が短い.したがって,高抵抗材料内での電圧降下を小さくできるので,従来の放電加工に比べて高抵抗材料の加工速度が大きい.本研究では以上の特長を持つマルチスパーク放電加工システムを構築し,従来の放電加工とマルチスパーク放電加工の加工特性を比較した.以下が得られた結果である.1.マルチスパーク放電加工のエネルギ効率は従来の放電加工よりも高い.しかし実験から求めたエネルギ効率は理論値よりも低い.これはマルチスパーク法の放電電圧が従来法の放電電圧よりも小さいためであると考えられる.2.マルチスパーク放電加工の加工速度は従来の放電加工よりも大きい.しかしマルチスパーク放電加工のエネルギ効率が理論値よりも小さいために,マルチスパーク放電加工の加工速度は理論的に予想された値よりも小さい.3.従来の放電加工では加工が困難な高抵抗の単結晶シリコンを,マルチスパーク放電加工を用いて比較的簡単に加工が行えた.4,単結晶シリコンの放電加工面のX線回折パターンを調べた結果,ダメージは検出ができない程度に小さいことが分かった.放電加工の加工速度を向上させるために新たにマルチスパーク放電加工を提案した.本加工法は,工作物を接地せずに第1の工具電極から工作物,工作物から第2の工具電極へと直列に放電回路を構成し,1回の放電パルスに対して放電を2箇所同じに発生させ放電加工を行う方法である.本年度はマルチスパーク放電加工システムを構築し,従来の放電加工とマルチスパーク放電加工の加工特性を比較した.以下が得られた結果である.1.マルチスパーク放電加工におけるエネルギ効率は従来の放電加工におけるエネルギ効率よりも高い.しかし実験から求めたマルチスパーク放電加工のエネルギ効率は理論的に予想された値よりも低い.これはマルチスパーク法の放電電圧が従来法の放電電圧よりも小さいためであると考えられる.2.マルチスパーク放電加工の加工速度は従来の放電加工よりも大きい.しかしマルチスパーク放電加工のエネルギ効率が理論値よりも小さいために,マルチスパーク放電加工の加工速度は理論的に予想された値よりも小さい.3.マルチスパーク放電加工のギャップは従来の放電加工のギャップよりも小さい.これを従来の放電加工と同じくらいのギャップ長さにできればエネルギ効率が大きくなり,加工速度も更に向上すると考えられる.4.今回の実験条件では,マルチスパーク放電加工の電極消耗率は従来法における正極性加工と逆極性加工の電極消耗率の算術平均よりも小さい.マルチスパーク放電加工においては,逆極性の放電中に工具電極にカーボンが付着することによって,工具電極消耗を防いでいるためであると考えられる.5.工具電極を4つに分割し,その電極を揺動させてマルチスパーク放電加工をおこなうことによって一つのキャビティ加工をおこなうことができた.従来の放電加工においては放電の発生箇所はただ一箇所である.一方,本研究で開発したマルチスパーク放電加工においては,工作物に対して2つの工具電極を対向させ,放電回路は一方の工具電極→工作物→他方の工具電極の順番に直列に接続される.2つの工具電極はお互いに絶縁された状態で加工機の一つのクイルに固定される.トランジスタがオンのとき,放電は2箇所で生じるので,加工速度は単純には2倍になる.また,消費電力は一つの穴当たりで考えると2分の1となり,大幅な省エネ効果がある.さらに,単結晶シリコンなどの高抵抗材料の加工にマルチスパーク放電加工を適用すると,2つの工具電極は近接しているので,高抵抗材料の中を流れる電流の流路長が短い.したがって,高抵抗材料内での電圧降下を小さくできるので,従来の放電加工に比べて高抵抗材料の加工速度が大きい.本研究では以上の特長を持つマルチスパーク放電加工システムを構築し,従来の放電加工とマルチスパーク放電加工の加工特性を比較した.以下が得られた結果である.1.マルチスパーク放電加工のエネルギ効率は従来の放電加工よりも高い.しかし実験から求めたエネルギ効率は理論値よりも低い.これはマルチスパーク法の放電電圧が従来法の放電電圧よりも小さいためであると考えられる.2.マルチスパーク放電加工の加工速度は従来の放電加工よりも大きい.しかしマルチスパーク放電加工のエネルギ効率が理論値よりも小さいために,マルチスパーク放電加工の加工速度は理論的に予想された値よりも小さい.3.従来の放電加工では加工が困難な高抵抗の単結晶シリコンを,マルチスパーク放電加工を用いて比較的簡単に加工が行えた.4,単結晶シリコンの放電加工面のX線回折パターンを調べた結果,ダメージは検出ができない程度に小さいことが分かった.
新しく開発した除放性制癌剤の化学基栓療法に関する研究

制癌剤cisplatinと生体材料キチンを合体させてcisplatinの徐放性を持たせた新しい体内埋め混み型制癌剤Plachitinの研究において以下の様な知見が得られた。まず家兎の下腿にVX2癌を移植し,大腿動脈よりPlachitin(直径約50ミクロン,1gm当たりcisplatin300mg)を投与した.腫瘍増殖曲線では,cisplatinのみ投与群,キチンのみ投与群,無治療群の総てに対しPlachitin投与群で有意に抑制効果がみられた.また腫瘍の退縮はPlachitin群のみで認められた.腫瘍内のプラチナ濃度は5日間にわたり血清濃度を上回った.以上よりPlachitin動脈内投与の抗腫瘍効果は,寒栓効果に加え,腫瘍内で暖除にcisplatinが放出された結果であると推定された.以上の結果に基づき,臨床例でのPlachitin抗腫瘍効果をみた.肝腫瘍を有する患者に対し肝動脈よりPlachitin1gm(cisplatin300mg)を1ク-ルとして投与した.多発性原発性肝臓癌の症例1においては2ク-ル投与で39%の腫瘍縮小とalpha-fetoprotein値の1,182ng/mlから300ng/mlへの低下をみた.胆菅癌の症例2では3ク-ルの投与で84.4%の腫瘍縮小を,結腸癌肝転移の症例3では1ク-ルの投与後77%の腫瘍縮小をみた.全例での奏効率は66.7%であった.副作用として心窩部痛,悪心,発熱,肝酵素の上昇がみられたが,いずれも一過性であった.Plachitinの肝臓癌に対する化学寒栓療法剤としての有用性が示されたと考えられた.さらにPlachitinの腹腔内投与における安全性をみるため,腹膜播腫瘍性の消化器癌11例に対し同剤を投与した.Plachitin投与群では血清cisplatin濃度は低値で推移し副作用も特に認めなかった.以上より,動物実験,臨床試験のいずれにおいてもPlachitinの抗腫瘍効果と安全性が認められた.今後第3相試験により既存の制癌剤治療との比較を行うことが可能と考えられる.制癌剤cisplatinと生体材料キチンを合体させてcisplatinの徐放性を持たせた新しい体内埋め混み型制癌剤Plachitinの研究において以下の様な知見が得られた。まず家兎の下腿にVX2癌を移植し,大腿動脈よりPlachitin(直径約50ミクロン,1gm当たりcisplatin300mg)を投与した.腫瘍増殖曲線では,cisplatinのみ投与群,キチンのみ投与群,無治療群の総てに対しPlachitin投与群で有意に抑制効果がみられた.また腫瘍の退縮はPlachitin群のみで認められた.腫瘍内のプラチナ濃度は5日間にわたり血清濃度を上回った.以上よりPlachitin動脈内投与の抗腫瘍効果は,寒栓効果に加え,腫瘍内で暖除にcisplatinが放出された結果であると推定された.以上の結果に基づき,臨床例でのPlachitin抗腫瘍効果をみた.肝腫瘍を有する患者に対し肝動脈よりPlachitin1gm(cisplatin300mg)を1ク-ルとして投与した.多発性原発性肝臓癌の症例1においては2ク-ル投与で39%の腫瘍縮小とalpha-fetoprotein値の1,182ng/mlから300ng/mlへの低下をみた.胆菅癌の症例2では3ク-ルの投与で84.4%の腫瘍縮小を,結腸癌肝転移の症例3では1ク-ルの投与後77%の腫瘍縮小をみた.全例での奏効率は66.7%であった.副作用として心窩部痛,悪心,発熱,肝酵素の上昇がみられたが,いずれも一過性であった.Plachitinの肝臓癌に対する化学寒栓療法剤としての有用性が示されたと考えられた.さらにPlachitinの腹腔内投与における安全性をみるため,腹膜播腫瘍性の消化器癌11例に対し同剤を投与した.Plachitin投与群では血清cisplatin濃度は低値で推移し副作用も特に認めなかった.以上より,動物実験,臨床試験のいずれにおいてもPlachitinの抗腫瘍効果と安全性が認められた.今後第3相試験により既存の制癌剤治療との比較を行うことが可能と考えられる.1.ウサギ肝癌モデルの作成VX2癌を1×10^6のsingle cellにして門脈本管から注入したところ腫瘍は肝臓で増殖し、1週間めで粟粒大の小結節を多数認め、2-4週間で5mm-1cmの結節を多数認め、ウサギ肝癌モデルの作成は樹立できた。しかし、選択的に肝動脈にカテーテルを挿入するのが手技的に困難なため、カテーテルを右大腿動脈から総肝動脈への挿入を試みたところなんとか行うことができたが、実際プラキチンを注入する段階で、プラキチンの顆粒が大きいためカテーテルが詰まりやすく、プラキチンを混和させるための生食水の量がどうしても多くなるため他動脈へのback flowが大きくなり肝外に薬剤の流出を認めた。以上よりウサギのプラキチン肝動注モデルは手技が困難なため樹立できていない。2.ウサギ肝癌モデルを用いたプラキチン門脈内投与の実験ウサギ肝癌モデルに対して、プラキチンの門脈内投与は手技的には問題なく比較的簡単に行えた。VX2癌1×10^8個を移植1週間後にプラキチン6mg/kgを投与したところ、十分な抗腫瘍効果が得られなかったため、VX2癌とプラキチンを同時投与したところ6匹中1匹に腫瘍の抑制効果がみられただけで、やはり十分な抗腫瘍効果は得られなかった。

そこでプラキチンを7日前に投与しておきその後にVX2癌を移植してみたが、現在のところ3匹中いずれも腫瘍の抑制効果はなかった。プラキチンのCDDP含有量、移植癌細胞数、薬剤投与法などに再検討の余地ありと判断した。制癌剤cisplatinと生体材料キチンを結合させてcisplatinの徐放性を持たせた新しい体内埋め込み型制癌剤Plachitinの研究において以下の様な知見が得られた.まず,家兎の下腿にVX2癌を移植し,大腿動脈よりPlachitin(直径約50ミクロン,1gmあたりcisplatin300mg)を投与した.腫瘍増殖曲線では,cisplatinのみ投与群,キチンのみ投与群,無治療群の総てに対しPlachitin投与群で有意に抑制効果がみられた.また腫瘍の退縮はPlachitin群のみで認められた.腫瘍内のプラチナ濃度は5日間にわたり血清濃度を上回った.以上よりPlachitin動脈内投与の抗腫瘍効果は,塞栓効果に加え,腫瘍内で緩徐にcisplatinが放出された結果であると推定された.以上の結果に基づき,臨床例でのPlachitinの抗腫瘍効果をみた.肝腫瘍を有する患者に対し肝動脈よりPlachitin 1gm(cisplatin 300mg)を1ク-ルとして投与した.多発性原発性肝臓癌の症例1においては2ク-ル投与で39%の腫瘍縮小とalpha-fetoprotein値の1,182ng/mlから300ng/mlへの低下をみた.胆管癌の症例2では3ク-ルの投与で84.4%の腫瘍縮小を,結腸癌肝転移の症例3では1ク-ルの投与後77%の腫瘍縮小をみた.全例での奏効率は66.7%であった.副作用として心窩部痛,悪心,発熱,肝酵素の上昇が見られたが,いずれも一過性であった.Plachitinの肝臓癌に対する化学塞栓療法剤としての有用性が示されたと考えられた.さらにPlachitinの腹腔内投与における安全性を見るため,腹膜播種陽性の消化器癌11例に対し同剤を投与した.Plachitin投与群では血清cisplatin濃度は低値で推移し副作用も特に認めなかった.以上より,動物実験,臨床試験のいずれにおいてもPlachitinの抗腫瘍効果と安全性が認められた.今後第3相試験により既存の制癌剤治療との比較をおこなうことが可能と考えられる.
リンパ節ストローマ細胞産生因子群による免疫組織基盤の形成機構

リンパ節は免疫応答誘導のために重要な「場」であり、緻密なネットワークを形成するストローマ細胞が免疫細胞の活動を支えている。しかし、その分子基盤に関しては良く解っていない。本研究は、マウスのリンパ節ストローマ細胞に発現する因子を探索し、それらが免疫細胞機能の制御に関与する可能性を検証した。その中で、リゾフォスファチジン酸(LPA)合成酵素であるオートタキシン(ATX)がストローマ細胞に発現し、リンパ節内のリンパ球遊走に関与することを示唆する知見を得た。このように、ストローマ細胞はさまざまな分子群を産生し、リンパ球の活動を制御していると考えられる。獲得免疫応答誘導のための中心的な「場」であるリンパ節内では、緻密なネットワーク構造を形成する間葉系ストローマ細胞が免疫細胞活動を支えているが、その基本性状や分子基盤に関しては未だ謎が多い。本研究では、マウスリンパ節のストローマ細胞に高発現することが示唆された複数の因子について詳細な機能解析を行い、それらがリンパ球などの免疫細胞機能、特にリンパ組節内の移動に影響を及ぼし免疫応答制御に関与する可能性の検証を進めている。まずいくつかの候補因子に注目し、リンパ節ストローマ細胞における発現を確認した。これらのうち、ある程度機能が判明しているものに関して抗体や阻害剤等の入手を進めた。我々はこれまでに、マウスのリンパ節からストローマ細胞分画を単離培養する手法を開発し、これにより形成させた単層上においてT細胞を効率よく遊走させ、その動きをライブで観察することに成功している。これに加えて、リンパ節スライス培養系を立ち上げ、生体組織内部の蛍光観察が可能な二光子励起レーザー顕微鏡を用いてT細胞の三次元的な組織内遊走をリアルタイムで観察するとともに、さまざまな抗体や阻害剤を添加することで、その運動メカニズムの詳細を探ることが可能になった。これらのシステムを活用して、T細胞がケモカインやインテグリンに依存的および非依存的な機構を協調させてストローマ細胞上を移動すること、特にインテグリン非依存的な部分に関してはこれまでに詳しく解析されていなかったシグナル経路およびそれが制御する特徴的な細胞運動機構が関与していることを明らかにしつつある。獲得免疫応答誘導のための中心的な「場」であるリンパ節では、緻密なネットワーク構造を形成する間葉系ストローマ細胞が免疫細胞活動を支えている。しかし、その基本的性状や分子基盤に関しては良く解っていない。本研究では,マウスのリンパ節ストローマ細胞に発現することが示唆された因子について詳細な機能解析を行い、それらがリンパ球などの免疫細胞機能、特にリンパ組節内の移動に影響を及ぼし、免疫応答制御に関与する可能性の検証を目的とした。この中で、リゾフォスファチジン酸(LPA)合成酵素であるAutotaxinがリンパ節のストローマ細胞に転写レベルで高発現されていることを見出し、抗体を用いてタンパク質発現を確認した。LPAおよびAutotaxinは様々な細胞の遊走活性を上昇させることが知られているため、リンパ節間質におけるリンパ球遊走への関与が疑われた。そこで、リンパ節スライス培養と二光子励起レーザー顕微鏡を用いたライブイメージングにより検証し、Autotaxinの酵素活性やLPA受容体シグナルを阻害する薬剤を加えた結果、T細胞の間質遊走を有意に阻害することが明らかになった。一方、LPAは試験管内におけるT細胞のランダムな遊走活性を上昇させ,しかもケモカインによる遊走活性を増加させることも明らかになった。以上のことから,ストローマ細胞が産生するLPAがリンパ節内におけるリンパ球の動態を制御し、免疫応答の調節に関与していることが示唆された。ストローマ細胞がこのようないくつかの分子メカニズムによりリンパ球と相互作用を行なっていると考えられる。
陽電子を用いた天然岩石・鉱物中のナノ空孔解析

天然の岩石,鉱物中のナノスケールの空隙を陽電子消滅法によって調査した。窒素ガス吸着法, X線小角散乱法などの空隙計測法と組み合わせて調べたところ,陽電子消滅法のみがミクロ孔領域の空隙に対して敏感であることがわかった。この性質を使用し,サポナイト鉱物中のオングストロームスケールの層間を介したセシウム移行の拡散係数を2. 5×10^<-8>[ cm^2s^<-1>]と定量することができた。岩石・鉱物の空隙は物質の移動経路や吸着・脱離の場として機能する。環境問題,特に放射性廃棄物の閉じ込め処分においては,種々の大きさの空隙について詳細な知見が必須である。本研究課題では,近年エキゾチック粒子として産業界で注目されている陽電子(電子の反粒子)をプローブとした陽電子消滅法を初めて鉱物・岩石に適用することにより,水銀従来の手法では検出できなかった微視的領域の空隙に初めて焦点を当てる。初年度に当たる今年度は,陽電子計測システムの立ち上げに加えて,フィールドワークを含めた岩石・鉱物試料の調達・調整を進めた。調達した試料に対して,XRD測定,電子顕微鏡観察,陽電子寿命測定を行った。(1)岩石・鉱物試料調整様々な地域から岩石・鉱物試料を調達・調整した。切削,研磨,ケミカルエッチングを行い,電子顕微鏡観察のための薄片,陽電子消滅実験のための平板を作成した。XRD測定の結果,ほとんどの鉱物試料は比較的高い結晶性を示すことがわかった。(3)走査型電子顕微鏡(SEM)観察試料表面の形状,マイクロクラックの状態を走査型電子顕微鏡観察により行った。SEM観察で確認できたものはクラックなどで,ミクロ孔,メソ孔領域の空隙は観察困難であった。(4)ミクロ孔の評価新たに立ち上げた陽電子計測システムを用いて様々な鉱物・岩石中のミクロ孔領域の空隙評価を行った。オパールと堆積岩について,ナノ空孔に対応する陽電子寿命が有意に検出された。いずれの試料についても得られた陽電子寿命は約1.6nsであり,空隙半径にして約0.5nmに相当する。オパールとXRD測定でオパール相が同定された堆積岩試料についてだけナノ空孔が検出されたことは,オパールがナノ空孔を介した物質移行に重要な役割を果たすことを示唆している。1年目に引き続きポジトロニウム分光によるミクロ孔領域の空隙評価を継続した。併せて,水銀圧入法など他の空隙計測手法を用いた評価も行った。これにより,ポジトロニウム(Ps)分光だけがミクロ孔領域の空隙に対して感度が高いことがわかった。次に,スメクタイト層間をPs分光により調査することを試みた。大気中測定では,オルソPs寿命2.2nsが21%得られた。この寿命は,空隙サイズにして約3Aに相当し,層間におけるオルソポジトロニウム成分と考えられる。真空中で測定すると,層間におけるオルソPs成分に加えて長いオルソPs寿命20nsが8%得られた。この長寿命成分は,ベーキング処理を行うと13%に増加した。得られたPs成分の挙動から,次のことが考えられる。大気中では,水分子が層間に多数吸着しているため,Psの多くは層間に存在し,そこで消滅している。真空を引くことによって層間の水分子が減少するため,放出してくるPs成分が増加する。ベーキング処理を行うと,層間の水分子がさらに減少するため,放出してくるPs成分がますます増加する。以上のことから,層間のPsと放出Psを用いれば,層間を介した物質移行を評価できることが示された。層間のPsと放出Psを用いて,バッチ試験によりセシウムを導入したスメクタイトの評価を行った。ナトリウム型スメクタイトの層間に,イオン交換によってセシウムが導入されると,層間に存在するナノ空孔の実効サイズが増加し,放出Ps成分が発生することがわかった。これは,ナトリウムと比較してセシウムの水和度が低いため,水分子が吸着しにくいためである。以上より,層間のPsと放出ポジトロニウムが,セシウムの層間を介した移行を評価する指標となり得ることがわかった。最終年度に当たる平成23年度は,ナノ空孔を介した物質移行を定量するため,オングストロームスケールの層間を持つサポナイト鉱物試料について,ポジトロニウム分光によるナノ空孔計測を引き続き継続し,拡散試験データと併せて総合解析を行った。1.セシウム拡散試験塩化セシウム溶液を用いてセシウム拡散試験を推進した。拡散試験後のスメクタイト試料を上流から切り出し,それぞれについて硝酸でセシウムを溶出した。その後原子吸光法によりセシウム濃度の評価を行った。上流からの距離が長くなるにつれて,セシウム濃度は減少した。2.ポジトロニウム実験上記と平行して,切り出した試料についてポジトロニウム分光を推進した。

層間ポジトロニウム成分,放出ポジトロニウム成分が得られた。層間ポジトロニウム寿命,放出ポジトロニウム寿命,層間ポジトロニウム相対強度,いずれも,上流からの距離に対して有意な変化を示さなかった。放出ポジトロニウム相対強度は,拡散試験データと類似して,上流からの距離が長くなるにつれて減少した。3.総合解析拡散試験後の試料について原子吸光法によって得られたセシウム濃度の距離依存性データから,フィックの拡散式に基づき拡散係数が2.0×10-7[cm^2s^<-1>]と見積もられた。ポジトロニウムデータの距離依存性から,フィックの拡散式によって,拡散係数が2.5×10^<-8>[cm^2s^<-1>]と見積もられた。セシウム濃度の距離依存性データから得られた拡散係数はナノ空孔の効果など全てを含んだ全体の拡散係数に相当する。一方,ポジトロニウムデータから得られた拡散係数は,ナノ空孔を介した拡散係数に相当する。二つの拡散係数を比較することにより,ナノ空孔を介した拡散係数が,およそ一桁小さいことがわかった。
非線形最適化問題の求解速度の改善：最適解近傍外での数値的性質悪化の回避

本研究課題では,非線形最適化問題(NLP)において,最適解の近傍外での数値的性質が悪く求解速度が遅い問題に対して求解速度を向上させるための手法について研究している.2018年度は,【実績1】添字を扱うことができる自動微分ソフトウェアの開発,【実績2】NLPに対する内点法の実装,の2点について成果を得た.以下,これらの実績の詳細について説明する.【実績1】一般に,NLPの求解手法では,目的関数や制約式の勾配が要求される.そのための手法として自動微分という技術が既にあり,我々のグループでも,本研究課題に先行して実施した研究にて自動微分ソフトウェアを開発した.しかし,大規模なNLPは添字を用いて表現されることが一般的であるが,従来のソフトウェアでは添字を直接扱うことができなかったため,NLPを定義するためには,問題中の添字を自力で展開する必要があった.そこで本研究課題では,NLPの添字を直接扱うことができる自動微分ソフトウェアを開発した.それによって,大規模なNLPを簡便に定義できるようになった.さらに,添字を用いて微分値を効率的に計算するようにソフトウェアを改良し,大規模なNLPに対しても従来より高速に微分値を計算できるようになった.【実績2】NLPの求解法としては逐次二次計画法や内点法がよく知られている.このうち,逐次二次計画法については本研究課題に先行して取り組んだ研究にて実装をしていたが,内点法については未実装であった.そこでNLPを求解するための内点法を実装した.これにより,逐次二次計画法と内点法の比較ができるようになり,最適解の近傍外で数値的性質が悪化する状況をより詳細に分析できるようになった.本研究課題の最終目標は,非線形最適化問題(NLP)において,最適解の近傍外での数値的性質が悪く求解速度が遅い問題に対して求解速度を向上させるための手法の開発である.2018年度は,その準備として上記『研究実績の概要』で説明した内容について取り組んだ.本研究課題の申請時には,1年目(2018年度)の計画として,求解途中に収束が遅くなる現象(Maratos効果)を回避する手法の開発を目指していた.しかし,添字を扱うことができる自動微分ソフトウェアの開発(上記『研究実績の概要』で説明した【実績1】)に関する研究が予想以上に進展する見込みが立ったため,こちらに注力して研究を行った.その結果,広く使われている他の自動微分ソフトウェアと比較しても優れているソフトウェアを作成することができた.オペレーションズ・リサーチ分野のオープンソースのソフトウェアが収録されているサイト"COIN-OR (https://www.coin-or.org)"に掲載されている自動微分ソフトウェアにはADOL-C, CppADの2つがある.これまでの検証によれば,大規模なNLP(例えば数万変数・数万制約)に現れる目的関数・制約式の勾配の計算に際して,我々のソフトウェアは上記2つのソフトウェアに対して計算時間を平均的に短くすることができ,かつ必要となるメモリサイズを押さえることができることがわかった.このように,本来の目標ではない部分では大きな成果をあげることができたものの,本研究の最終目標である,最適解近傍外での数値的性質の悪化を回避する手法の開発についての研究は,本来の予定よりも遅れているのが現状である.2019年度は,【テーマ1】求解途中に収束が遅くなる現象(Maratos効果)を回避する手法の開発,【テーマ2】逐次二次計画法と内点法の数値的安定性の比較,【テーマ3】自動微分ソフトウェアの公開・論文執筆,に取り組む予定である.上記『現在までの進捗状況』でも説明したように,【テーマ1】は,本来2018年度に取り組む予定だった課題である.一方,本テーマは,2018年度以前にある程度準備が進んでいるテーマでもある(本研究課題の申請書にも記載した).具体的には,予備的な理論的解析,また数値実験も行っており,これまでのところが良好な結果を得ているので,2019年度はこれらをまとめる作業を行う予定である.【テーマ2】については,本研究に先行して実施した研究で作成した逐次二次計画法プログラム,また2018年度に実装した内点法プログラムを用い,両者の数値的安定性を比較する.これにより,最適解の近傍外で数値的性質が悪化する理由を解明していきたいと考えている.またこの比較の中で,両プログラムの実装の見直しやデバッグ等も進めていきたい.【テーマ3】については,2018年度に得た成果である,添字を扱うことが可能な自動微分ソフトウェアに関する論文執筆に取り組むとともに,本ソフトウェアを公開することを目指す.さらに,本テーマに関しては,本研究課題で作成されたプログラム一式を体系的に整理し,公開することも考えている.一連のプログラムは,数値的性質が悪化する原因を数値的に詳細に分析するために任意精度計算(計算精度を任意に設定可能)なものにしており,他には例を見ないものである.このソフトウェア群を公開する考えがあり,本テーマにおける自動微分ソフトウェアの公開をその端緒としたい.本研究課題では,非線形最適化問題(NLP)において,最適解の近傍外での数値的性質が悪く求解速度が遅い問題に対して求解速度を向上させるための手法について研究している.2018年度は,【実績1】添字を扱うことができる自動微分ソフトウェアの開発,【実績2】NLPに対する内点法の実装,の2点について成果を得た.以下,これらの実績の詳細について説明する.【実績1】一般に,NLPの求解手法では,目的関数や制約式の勾配が要求される.

そのための手法として自動微分という技術が既にあり,我々のグループでも,本研究課題に先行して実施した研究にて自動微分ソフトウェアを開発した.しかし,大規模なNLPは添字を用いて表現されることが一般的であるが,従来のソフトウェアでは添字を直接扱うことができなかったため,NLPを定義するためには,問題中の添字を自力で展開する必要があった.そこで本研究課題では,NLPの添字を直接扱うことができる自動微分ソフトウェアを開発した.それによって,大規模なNLPを簡便に定義できるようになった.さらに,添字を用いて微分値を効率的に計算するようにソフトウェアを改良し,大規模なNLPに対しても従来より高速に微分値を計算できるようになった.【実績2】NLPの求解法としては逐次二次計画法や内点法がよく知られている.このうち,逐次二次計画法については本研究課題に先行して取り組んだ研究にて実装をしていたが,内点法については未実装であった.そこでNLPを求解するための内点法を実装した.これにより,逐次二次計画法と内点法の比較ができるようになり,最適解の近傍外で数値的性質が悪化する状況をより詳細に分析できるようになった.本研究課題の最終目標は,非線形最適化問題(NLP)において,最適解の近傍外での数値的性質が悪く求解速度が遅い問題に対して求解速度を向上させるための手法の開発である.2018年度は,その準備として上記『研究実績の概要』で説明した内容について取り組んだ.本研究課題の申請時には,1年目(2018年度)の計画として,求解途中に収束が遅くなる現象(Maratos効果)を回避する手法の開発を目指していた.しかし,添字を扱うことができる自動微分ソフトウェアの開発(上記『研究実績の概要』で説明した【実績1】)に関する研究が予想以上に進展する見込みが立ったため,こちらに注力して研究を行った.その結果,広く使われている他の自動微分ソフトウェアと比較しても優れているソフトウェアを作成することができた.オペレーションズ・リサーチ分野のオープンソースのソフトウェアが収録されているサイト"COIN-OR (https://www.coin-or.org)"に掲載されている自動微分ソフトウェアにはADOL-C, CppADの2つがある.これまでの検証によれば,大規模なNLP(例えば数万変数・数万制約)に現れる目的関数・制約式の勾配の計算に際して,我々のソフトウェアは上記2つのソフトウェアに対して計算時間を平均的に短くすることができ,かつ必要となるメモリサイズを押さえることができることがわかった.このように,本来の目標ではない部分では大きな成果をあげることができたものの,本研究の最終目標である,最適解近傍外での数値的性質の悪化を回避する手法の開発についての研究は,本来の予定よりも遅れているのが現状である.2019年度は,【テーマ1】求解途中に収束が遅くなる現象(Maratos効果)を回避する手法の開発,【テーマ2】逐次二次計画法と内点法の数値的安定性の比較,【テーマ3】自動微分ソフトウェアの公開・論文執筆,に取り組む予定である.上記『現在までの進捗状況』でも説明したように,【テーマ1】は,本来2018年度に取り組む予定だった課題である.
解媒的不斉合成

触媒的エナンチオ選択的反応の開発は、現在の有機化学の中心的課題の一つであり、さまざまな不斉配位子と各種金属原子の錯体を用いた研究が近年活発に行われている。触媒量の不斉源から光学活性化合物を増殖させることは、従来の化学量論的なエナンチオ選択的反応と比べ、実用面ばかりでなく、概念的にも大変興味深いものがある。しかし、高い選択性を発現した反応でも、その触媒機構や不斉誘起のメカニズムの詳細に関しては不明なものも多く、論理的に有効な触媒を開発できる段階には至っていない。われわれは、触媒的不斉反応の開発にあたって、反応の加速、触媒上での基質と生成物の交換、といった反応性に着目し、従来ともすれば、深く考察されることのなかったリガンドの電子的な効果に重点をおいた研究を開始した。すなわち、ルイス酸の関与する一連の反応においては、ルイス酸を従来のアルコ-ルやアミンよりも電子吸引性の配位子で修飾すれば、中心金属のアクセプタ-性は増大し、反応の加速が実現できるものと考えた。そして、光学活性なプロトン酸の共役塩基を配位子とすることを考え、なかでも不斉ジスルホンアミドを選び、各種の反応について検討し、(1)アルデヒドの不斉アルキル化反応、(2)アリルアルコ-ルのシクロプロパン化反応、の二つのタイプの触媒的不斉反応を開発することができた。アルデヒドの不斉アルキル化反応はジアルキル亜鉛ーテトライソプロピルタイタネ-トー光学活性スルホンアミド系を見い出した。この系は、ベンツアルデヒドのような芳香族アルデヒドだけでなく、反応性の高い3ーフェニルプロピオンアルデヒド、ヘキサナ-ルのような直鎖脂肪族アルデヒドについても極めて高いエナンチオ選択性で、しかも最高2,000回の触媒回転効率を達成することができた。また、ジエチル亜鉛ージヨ-ドメタンージスルホンアミド系によるアリルアルコ-ルのシクロプロパン化反応は、SimmonsーSmith反応としては最初の触媒的不斉反応の例である。電子吸引性の光学活性配位子を用いるという新しい概念は、今後、不斉触媒を開発する上で、極めて重要な知見を与えるものと考えている。触媒的不斉合成反応の開発は現代有機化学の最も重要な課題の一つである。これまでの不斉触媒の開発は、反応点の近傍にどのような不斉な場を形成させるかという立体的な観点からのデザインが主となっていた。われわれは、触媒的不斉反応を効率よく行なうためには、立体的な面だけでなく、不斉リガンドにより反応の加速化を図ることも重要なポイントであると考えた。そして、これは不斉リガンドを電子吸引性とすることで解決できるのではないかとの着想を持つに至った。この新しいコンセプトに基づき、われわれは不斉リガンドとしてキラルなジスルホンアミド、トランス-シクロヘキサン-1,2-ビス(トリフルオロメタンスルホン)アミド、をデザインした。上記のキラルなジスルホンアミドを用いるアルデヒドの不斉アルキル化反応の開発が今年度の成果であり、以下その概要を記す。テトライソプロピルオルトチタネ-トと上記ジスルホンアミドから調製したキラルなルイス酸触媒の存在下でジエチル亜鉛を求核体、ベンズアルデヒドを求電子体としてトルエン中て反応させると、上記触媒が基質に対して2千分の1でも光学純度が98%、収率が定量的にアルキル化生成物が得られることを見出した。

芳香族アルデヒドだけでなく他のアルデヒド、例えばケイ皮アルデヒド、β-フェニルプロピオンアルデヒド、ヘキサナ-ルなどを用いて同様の反応を行ない、高い不斉収率、化学収率を認めることができた。この触媒量の少なさと、不斉収率の高さは従来比類を見ないものである。酸性の配位子が有効であることが証明されたので、このコンセプトに基づき、ディ-ルス-アルダ-反応など他の反応への展開についても検討を行なっている。昨年度に引き続き、ジアルキル亜鉛ーテトライソプロピルタイタネ-トー光学活性スルホンアミド系によるアルデヒドの触媒的不斉アルキル化について検討を加えた。反応性の低いベンツアルデヒドの系をそのまま他のアルデヒドに適用すると不斉収率が低下したが、これはアキラルな活性種によるアルキル化が競争的に進行しているためと推定した。そして、反応剤のモル比を変え、反応条件を再検討した結果、アルデヒドに対してジアルキル亜鉛2.2当量、テトライソプロピルタイタネ-ト0.6当量、ジスルホンアミド0.010.02当量用いるという最適条件を見いだした。この方法によればシンナムアルデヒド、3ーフェニルプロパナ-ル、あるいはヘキサナ-ルなど従来では困難であった直鎖脂肪族アルデヒドの系でも極めて高い不斉収率を実現でき、本方法論の一般性、有用性を明かにすることができた。継続して検討しているシアノヒドリン形成反応については、60%程度の不斉収率を一応達成することができた。しかし、中心金属、リガンドなど反応系の設定がまだ不十分で、次年度の課題として残された。また、従来ほとんど検討されていなかった不斉シクロプロパン化反応についても新たに試みた。不斉シクロプロパン化反応としては、ジアゾ化合物ー銅錯体を用いる方法は古くより知られているが、調製、安定性の面で利点のあるカルベノイドを用いる触媒的なプロセスの開発はほとんどなされていない。われわれはカルベノイドの調整法として均一系のジエチル亜鉛ージヨ-ドメタンに着目し、不斉ジスルホンアミドとの複合系を設計した。検討の結果、ジエチル亜鉛ージヨ-ドメタンー不斉ジスルホンアミド系は特にアリルアルコ-ルのシクロプロパン化に効果的であることを明らかにできた。これはカルベノイドを用いる触媒的不斉シクロプロパン化の最初の例である。またこれは電子吸引性の光学活性配位子を用いるという触媒的不斉合成の新しい概念がアルデヒドのアルキル化、シアノヒドリン形成反応に加え、シクロプロパン化にも適用できることを示し、不斉ジスルホンアミド配位子の新しい局面を開拓するものと位置づけられる。次年度は、本反応の一般化を図る。電子吸引性の不斉リガンドを用いるという新しい概念に基づき、C_2対称なジスルホンアミド配位子を利用する触媒的不斉反応の開発を行ってきた。昨年度より継続して検討しているシアノヒドリン形成反応については、60%程度の不斉収率を一応達成することができた。しかし、中心金属、リガンドなど反応系の設定がまだ不十分で、今後の課題として残されている。本年度は、従来ほとんど検討されていなかった不斉シクロプロパン化反応について集中的に検討した。
中央アジア出土文書による唐～元代中国の文書行政システムの研究

本研究では、中央アジア出土文書を所蔵する海外研究機関に赴いて実見調査を行い、唐元代の漢語公文書の古文書学的データの整理・体系化を行った。そして、その成果に基づいて唐元代中国における文書行政の実態(伝達を媒介する公文書の書式・機能、情報伝達ネットワークの再構築)を分析し、それを運用する行政機構および運用原理・制度が時代を降るにつれて段階的に変化する過程を解明した。本研究では、中央アジア出土文書を所蔵する海外研究機関に赴いて実見調査を行い、その成果を踏まえて、国内にて調査結果の考察、データベースの作成・分析を行ったのち、唐元代中国における文書伝達のネットワークの再構築と、それを運用した行政機構及び運用原理を解明する。本年度は、以下の研究を進めた。(1)新疆ウイグル自治区・吐魯番博物館において、同館所蔵の唐代公文書を実見調査し、テキストの校訂作業や古文書学的データの収集を行った。特に、唐に帰附したカルルクの処分に関して7世紀中葉に直轄州(西州)と覊縻州(金満州都督府)との間で授受された漢語及びソグド語の文書群について分析を進めた。(2)敦煌研究院において、同院所蔵の唐宋代公文書の一部を実見し、テキストの校訂・分析作業を進めた。(3)大阪大学で開催された国際ワークショップ「ユーラシア東部地域における公文書の史的展開ー胡漢文書の相互関係を視野にいれてー」において唐代文書行政に関する報告を行った。既刊資料集や調査成果に基づいて、中央アジア出土唐代公文書の数量や種類・内容を整理するとともに、唐代前半期から後半期にかけて大きく変化する書式体系とその歴史的背景に関する分析を発表した。(4)このほか、唐代公文書書式の体系・運用方法・時代変遷・歴史的背景や、さらには唐宋代公文書をとりまく社会的背景として公文書の出土した敦煌(沙州)と周辺地域(中原・コータン・甘州ウイグル)との情報伝達・国際関係・社会状況について、下記に記載の学術論文を発表した。本研究では、中央アジア出土文書を所蔵する海外研究機関に赴いて実見調査を行い、その成果を踏まえて、国内にて調査結果の考察、データベースの構築・分析をおこない、唐元代中国における文書伝達のネットワークの再構築と、それを運用した行政機構および運用原理を解明する。本年度は以下の研究を進めた。(1)ロシア科学アカデミー東方学研究所(サンクトペテルブルク)にて、宋元代文書の調査を行い、11世紀以降の漢文文書の書式・形態・機能の分析を進めるとともに、唐代との比較を行った。(2)中国・敦煌研究院にて唐宋代の文書を実見し、テキストの校訂・分析作業を進めた。(3)大阪市立大学で開催された第172回宋代史談話会にて、元代における官文書の事務処理手続きについて報告し、唐代文書行政との相違点を指摘した。(4)このほか、唐宋代公文書をとりまく社会的背景として、文書の発見された敦煌オアシスの国際関係・社会状況について、下記の学術論文や学会発表を公表・報告した。また、宋元代公文書については、現状での成果報告をおこなうべく論文の執筆にとりかかっており、27年度に公表する予定である。本研究では、中央アジア出土文書を所蔵する海外研究機関に赴いて実見調査を行い、その成果に基づいて唐元代中国における文書行政の実態(伝達を媒介する公文書、ネットワークの再構築、それを運用する行政機構および運用原理など)を解明することも目的としている。(1)中国国家図書館において、唐宋代の公文書を実見し、テキストの校訂・分析を行った。(2)カラホト出土の宋元代公文書の内容や社会的背景をより深く分析するため、公文書の処理や伝達の舞台となった中国・陝西省の遺址や現地に残る文物を調査した。(3)唐代文書行政に関する研究成果を中国語論文として公表した。(4)このほか、文書が発見された敦煌オアシスの社会状況について、下記の学術論文を発表した。また、宋元代の文書行政については、論文として公表すべくその準備を進めている。当初の計画案に示した海外研究機関での調査は滞りなく進んでおり、分析に十分な質量の史料を収集することができた。また、研究成果の一部は既に国内の学会や学術雑誌に発表するとともに、中国語論文としても公表しており、本研究は全体として概ね順調に進んでいるといえる。ただし、研究代表者は27年度に所属機関の変更があり、研究環境も著しく変わったため、残念ながら3年目に予定していた宋元代の文書行政に関する研究成果を論文として公表することはできなかった。本研究では、中央アジア出土文書を所蔵する海外研究機関に赴いて実見調査を行い、その成果を踏まえて、国内にて調査結果の考察、データベースの作成・分析を行ったのち、唐元代中国における文書行政の実態、すなわち伝達を媒介する公文書の書式・機能、文書伝達のネットワークの再構築、そしてそれを運用した行政機構及び運用原理・制度を解明することを目的としている。また、文書内容を正確に理解するため、文書の発受を行った行政機関の遺址や文書行政に携わった官吏の残した石刻史料などの調査も実施した。最終年度にあたる本年度は、以下の研究を進めた。(1)陝西省・寧夏自治区の宋元代文書行政に関する文物(文書・石窟題記・石刻)を調査し、そのテキストを校訂・分析するとともに、また関連する遺址の調査を行った。(2)カラホト出土文書をもとに元代公文書の書式・機能の分析を進め、情報伝達経路や運用原理について考察した。

(3)元代文書行政に関する研究成果の一部を学術論文として公表した。特に、典籍史料に残された元代公文書書式とカラホト文書との実例を比較し、制度とは異なる文書運用の実態について明らかにした。このほか、文書が発見された敦煌やカラホトの社会状況について、下記の論文を発表した。(4)これまでの総括として、唐元代の公文書や情報伝達ネットワークのモデル化、それらから見える文書行政のあり方やその社会的・制度的背景を考察した。本研究では、中央アジア出土文書を所蔵する海外研究機関に赴いて実見調査を行い、唐元代の漢語公文書の古文書学的データの整理・体系化を行った。そして、その成果に基づいて唐元代中国における文書行政の実態(伝達を媒介する公文書の書式・機能、情報伝達ネットワークの再構築)を分析し、それを運用する行政機構および運用原理・制度が時代を降るにつれて段階的に変化する過程を解明した。当初の計画案に示したとおり、ロシア科学アカデミー東方学研究所において宋元代文書の調査を実施し、その成果の一部を国内にて口頭報告した。また、唐代文書行政に関する成果報告は本来ならばこの2年目に行うはずであったが、すでに前年に論文として公表している。そのかわりに本年度は、当初の計画では3年目に予定していた元代文書の分析に着手し、またその成果の一部は論文として発表する準備を進めており、当初の計画以上に研究は進行している。これまでの研究の体系化を図る。すなわち、唐元代の文書行政で使用された公文書について、書式ごとに形態、機能、伝達経路、案件の処理方式を全て明らかにするとともに、各時代ごとの情報伝達ネットワークのモデルを図式化する。また、ここから判明する文書行政の在り方や、それを運用した原理や行政機構が、時代を経るにつれどのように変化したか、社会的・制度的背景についても考察する。また、この最終成果を学術論文として公表するべく準備に取りかかる。人文学(1)当初の計画案に従い、27年度は中国・敦煌研究院での文書調査を実施する。25・26年度の同院での調査において、すでに予備的調査を済ませ、また同院研究者との学術的交流も行った。史料へのアクセス方法が判明し、また史料の状況・総量も把握できたため、今年度はなるべく多くの史料を実見し、データの収集・分析に努める。(2)前2年の調査結果をもとに、宋元代文書行政における情報伝達の在り方や運用原理、文書書式について分析し、国内外の学会での発表あるいは論文として公表すべく、その準備に着手する。当初の計画案に示した本年度の調査予定地は新疆ウイグル自治区・吐魯番博物館だけであったが、3年目に予定していた敦煌研究院なども訪問して予備調査を行うことができただけでなく、唐代直轄州の文書行政について十分な質量の史料を収集しえた。また、本年度の目的であった唐代文書行政の分析については、研究報告および学術論文において、中央行政と末端行政を結ぶ唐帝国全体の情報伝達ネットワークのモデル図を提示したが、このモデル図の作成は2年目の目標としていたところである。当初の研究計画に従い、残る3年間で敦煌研究院(敦煌)、内蒙古博物院(フフホト)およびロシア科学アカデミー東方学研究所(サンクトペテルブルク)での史料調査を行い、唐元代の文書行政の変遷を明らかにする。
批判的思考が抑制・促進される認知的プロセスの解明と教育プログラムの開発

昨年度に行った批判的思考抑制・促進パターンに関する日本,タイ,New Zealandにおける国際比較研究より,大学生の批判的思考の使用判断には文化差があることが示された。以前から示唆されていた欧米(New Zealand)-アジア(日本,タイ)間での文化差が確認されただけでなく,アジア文化間(日本-タイ)にも批判的思考の使用判断に違いがあり,日本人大学生の使用判断がもっとも抑制されやすいことが明らかになった。このようなアジア文化圏における違いはほとんど報告されておらず,また日本人大学生特有の傾向を理解する上で重要な手掛かりとなりうる。そこで本年度は日本とタイに焦点を当て,Visiting Research Scholarとしてタイ王国のChulalongkorn Universityに滞在し,タイの高等教育機関で教育経験のある研究者へのインタビューやタイ人大学生への質問紙調査を通してアジア文化圏における文化差がどのようにして生じたのか,タイ人の視点にもとづいて結果を解釈した。本年度は研究計画に基づいて,主に次の2つの研究を行った。第1に,批判的思考の「使用判断」「実行」「表出」という3つのプロセスにおける抑制・促進が他のプロセスに及ぼす影響を検討することで,批判的思考が抑制・促進される一連の認知的プロセスを解明した。これらの研究の結果は,2008年9月に北海道大学で開催された日本心理学会第72回大会ポスター発表において報告した。また,本研究の結果と昨年度までに行ってきた研究結果をあわせて,批判的思考の「使用判断」から「表出」に至る批判的思考が抑制される一連のプロセスモデルについて学位論文としてまとめた。第2に,批判的思考抑制パターンの国際比較を行うことにより,日本文化独特の抑制・促進パターンを検討するとともに,文化にかかわらない共通した批判的思考の抑制・促進パターンを明らかにした。本研究の結果は,2009年3月21日に京都大学で開催された「第15回大学教育研究フォーラム」のラウンドテーブル「批判的思考力の育成のための教育実践と認知的基礎」(企画者楠見孝教授)において話題提供者として報告した。また,2009年8月にAmsterdamで開催される13th European Conference for Research on Learning and Instruction(EARLI)においてポスター発表するための申請を行った。ポスター発表の申請は審査の結果採択された。
PETを用いた癌の治療効果予測の研究

癌の治療効果判定は様々な治療が行われた後にCTやMRI等の形態学的評価で行われている。しかし、その効果を治療中に予測することは形態学的検査では難しい。一方、PET検査は代謝診断薬を用いるため細胞の代謝の評価が容易で、例えば^<18>F-FDGでは癌細胞の糖代謝の測定が定量的に可能である。乳癌や肺小細胞癌患者の化学療法前、化学療法1コース後に^<18>F-FDG PETを施行し、^<18>F-FDG PET検査が治療効果予測に有用か否かを検討した。対象は進行乳癌7例、肺小細胞癌9例である。方法は治療前後に^<18>F-FDG PETを施行し、定量的評価として腫瘍領域に関心領域を設定し、単位体重あたりの投与量に対する集積比であるstandardized uptake value (SUV)を算出した。治療前のSUV値をSUV_<1st>、治療中のSUV値をSUV_<2nd>として治療の変化率(SUV_<1st>-SUV_<2nd>)×100/SUV_<1st>を求め、抗癌剤に対する治療の反応を組織学的評価あるいは経過観察から反応群と非反応群に分け検討した。結果、乳癌の反応群は5例、非反応群は2例、肺小細胞癌の反応群は8例、非反応群は1例であった。反応群のPETでの変化率は70%、非反応群の変化率は10%で両者に有意差が得られた。この結果から、乳癌や肺小細胞癌症例では治療途中に^<18>F-FDG PETを施行することで、抗癌剤の治療効果予測が早期に可能なことが示された。そして、PET検査で測定される代謝変化はCTやMRI等の形態学的変化よりも早期に起こることが示された。しかし、その効果を治療中に予測することは形態学的検査では不可能である。一方、PET検査は代謝診断薬を用いるため細胞の代謝の評価が容易で、例えば^<18>F-FDGでは癌細胞の糖代謝、^<18>F-FAMTでは癌細胞のアミノ酸代謝、^<11>C-cholineでは癌細胞の細胞膜代謝の測定が可能である。平成14年度は進行乳癌症例の化学療法前後に^<18>F-FDG PETを施行し、PET検査が治療効果予測に有用か否かを検討した。対象は7名の乳癌患者である。方法は治療前後に^<18>F-FDG PETを施行し、定量的評価として腫瘍領域に関心領域を設定し、単位体重あたりの投与量に対する集積比であるstandardized uptake value(SUV)を算出した。治療前のSUV値をSUV_<1st>、治療中のSUV値をSUV_<2nd>として治療の変化率(SUV_<1st>-SUV_<2nd>)を求め、抗癌剤に対する治療の反応を組織学的評価から反応群と非反応群に分け検討した。結果、反応群は5例、非反応群は2例であった。この結果から、乳癌症例では治療途中の^<18>F-FDG PETを施行することで、抗癌剤の治療効果予測が可能なことが示された。来年度以降、乳癌以外の肺癌や悪性リンパ腫症例にも^<18>F-FDG PETを施行し、治療途中に効果予測が可能か否かを検討したい。更に、^<18>F-FAMTや^<11>C-cholineなど^<18>F-FDG以外のPETトレーサを用い、どのトレーサが治療効果予測に有用なのかを検討する。しかし、治療後の瘢痕組織なのか癌病変の残存なのかの区別は形態学的評価では困難な場合がある。平成15年度は肺癌症例の術前化学療法前後に^<18>F-FDG PETを施行し、PET検査が治療効果判定に有用か否かを検討した。対象は19名の肺癌患者である。方法は術前化学療法前後に^<18>F-FDG PETを施行し、定量的評価として腫瘍領域に関心領域を設定し、単位体重あたりの投与量に対する集積比であるstandardized uptake value(SUV)を算出した。治療前のSUV値をSUV _<1st>、治療後のSUV値をSUV _<2nd>として治療の変化率(SUV _<1st>-SUV _<2nd>)を求め、抗癌剤に対する治療の反応を組織学的評価から反応群と非反応群に分け検討した。結果、反応群は14例、非反応群は5例であった。反応群のPETでの変化率は72.94%、非反応群の変化率は26.35%で両者に有意差が得られた。この結果から、肺癌症例では治療前後の^<18>F-FDG PETを施行することで、抗癌剤の治療効果判定が可能なことが示された。

来年度以降、肺癌以外の乳癌症例にも^<18>F-FDG PETを施行し、治療効果判定が可能か否かを検討したい。更に、治療途中に^<18>F-FDG PETを施行し治療効果予測が可能か否かを検討したい。癌の治療効果判定は様々な治療が行われた後にCTやMRI等の形態学的評価で行われている。しかし、その効果を治療中に予測することは形態学的検査では難しい。一方、PET検査は代謝診断薬を用いるため細胞の代謝の評価が容易で、例えば^<18>F-FDGでは癌細胞の糖代謝の測定が定量的に可能である。乳癌や肺小細胞癌患者の化学療法前、化学療法1コース後に^<18>F-FDG PETを施行し、^<18>F-FDG PET検査が治療効果予測に有用か否かを検討した。対象は進行乳癌7例、肺小細胞癌9例である。方法は治療前後に^<18>F-FDG PETを施行し、定量的評価として腫瘍領域に関心領域を設定し、単位体重あたりの投与量に対する集積比であるstandardized uptake value (SUV)を算出した。治療前のSUV値をSUV_<1st>、治療中のSUV値をSUV_<2nd>として治療の変化率(SUV_<1st>-SUV_<2nd>)×100/SUV_<1st>を求め、抗癌剤に対する治療の反応を組織学的評価あるいは経過観察から反応群と非反応群に分け検討した。結果、乳癌の反応群は5例、非反応群は2例、肺小細胞癌の反応群は8例、非反応群は1例であった。反応群のPETでの変化率は70%、非反応群の変化率は10%で両者に有意差が得られた。この結果から、乳癌や肺小細胞癌症例では治療途中に^<18>F-FDG PETを施行することで、抗癌剤の治療効果予測が早期に可能なことが示された。そして、PET検査で測定される代謝変化はCTやMRI等の形態学的変化よりも早期に起こることが示された。