hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝腫瘍に対するIVRにおける早期治療効果判定を実現するためのMR細胞画像の開発

がん診療において,超早期診断や個別化治療の実現化が期待されている。肝腫瘍に対する治療は,外科的切除術・全身化学療法・IVR(interventional radiology)などがあり,病態により治療法が選択されている。IVRは低侵襲的な局所治療であり,対象領域・腫瘍の性状・病態に最適な個別化治療の選択が可能な治療法である。本研究の目的は,肝腫瘍に対するIVRにおける治療効果判定に臨床用高磁場MRIを用い,細胞壊死・線維化・たんぱく変性・肝機能の変化を検出し,細胞の性状と機能の変化に基づいた早期治療効果判定を行うことである。大腸癌肝転移に対してEOB造影MRIが撮像された26症例に対して、化学療法への治療効果予測をEOB造影MRIとDiffusion weighted image(DWI)を用いて行えないかを検討し、腫瘍の造影率が高い症例で化学療法への効果が高い傾向があることを明らかにした。IVR治療前に肝MRIにおいて病変を評価した25例でECR値とADC値を測定し治療反応性の早期評価を実施した。治療効果はそれぞれ腫瘍サイズが30%以上縮小したresponders group 13例、30%未満のnon-responders group 12例であった。Responders群とnon-responders群におけるECR値の平均・標準偏差、およびADC値の平均・標準偏差にそれぞれ有意な相関は観察されなかった。本年度は評価に用いるシークエンスの開発と臨床応用を行った。【意義】多様な癌腫の中で、ECRI・DWIの至適な撮像条件を見つけることができた。【重要性】至適な撮像条件の確立により、早期治療効果判定のための撮像条件を決めることができた。細胞密度イメージングを行う中で、至適な撮像条件の調整を行なった。本年度は、先行研究として全身化学療法への反応性を検証した【具体的内容】大腸癌肝転移に対してEOB造影MRIが撮像された26症例に対して、化学療法への治療効果予測をEOB造影MRIとDiffusion weighted image(DWI)を用いて行えないかを検討した。【意義】転移性肝腫瘍へのEOB造影率がRECISTcriteriaに基づいた治療効果予測に有用であることが示唆された。【重要性】化学療法への反応性を予測できることで、肝切除術が施行できる症例を予測することができる可能性が示唆された。臨床情報と画像情報とを解析し、臨床的な意義を考察した。症例集積の促進及び、症例の画像評価など臨床情報の収集を行うこのデータの論文化と、学術集会などにおける成果報告に努めるとともに、IVR治療における治療効果予測に繋げるべく、研究を進める。旅費が予定していたよりも安価であった。学術集会参加の旅費を抑えることができたため。次年度に論文作成のための校正費用と成果発表のための旅費のために使用したいと考えている。
大学生のうつ病に対する集団認知行動療法プログラムの開発と普及に関する研究

本研究では大学生のうつ病に対する集団認知行動療法プログラムを開発し,その有効性を検討した。抑うつ尺度(CES-D)のカットオフスコアに基づいて抽出されたうつ病リスクの高い大学生42名を対象としたランダム化比較試験において,プログラムに参加した対象者は介入前から介入後にかけて抑うつ症状と自殺念慮が有意に低減していた。加えて,同じ集団認知行動療法プログラムに参加した大うつ病性障害の診断基準を満たしていた対象者2名においても,抑うつ尺度の得点に減少が認められた。うつ病は大学生にとって重大な精神健康上の問題である。本研究では,大学生のうつ病に対する集団認知行動療法プログラムを開発し,介入研究によってその有効性を検証することを目的とした。平成25年度は,前年度に実施したランダム化比較試験の維持効果について検討を行った。研究対象者42名(介入条件20名,統制条件22名)に対し,集団認知行動療法プログラム終了後5ヶ月後の時点において抑うつ症状を測定する質問紙(CES-D, Radloff, 1977)と自殺念慮を測定する質問紙(SIQ, )をフォローアップアセスメントとして実施した。集団認知行動療法プログラムの維持効果を検討するため,CES-DとSIQの得点をそれぞれ従属変数とし,群(介入条件,統制条件)×時点(プレ,ポスト,フォローアップ)を独立変数とする二要因分散分析を行った。その結果,CES-Dにおいて群と時点の交互作用が有意であり,介入条件ではプレからポストにかけて抑うつ症状が大きく減少しており,フォローアップの時点においても抑うつ症状の低減効果が維持していた。統制条件においては全時点を通じてゆるやかな抑うつ症状の減少が認められたが,その大きさは介入条件の対象者には及ばなかった。また,SIQにおいては群と時点の交互作用は有意傾向であり,介入条件ではプレからポストにかけて大きな自殺念慮の低下が起こり,フォローアップ時点においてもその低下は維持されていた。一方,統制条件においてはすべての時点を通じて自殺念慮の変化はほとんど起こらなかった。以上の結果から,本研究において実施された集団認知行動療法プログラムには一定の維持効果が認められた。平成24年度は,大学生のうつ病に対する集団認知行動療法プログラムを開発し,その有効性を検討した。対象者のスクリーニングには,抑うつ症状を測定する質問紙(CES-D, Radloff, 1977)と,うつ病の診断を目的とした構造化面接(精神疾患簡易構造化面接, MINI,大坪ら, 2003)を使用した。抑うつを測定する質問紙の基準値以上の得点を示すものの,うつ病の診断には至らない準臨床水準の抑うつ対象者42名を,集団認知行動療法を実施する介入群と統制群に割り付けるランダム化比較試験(RCT)を実施した。なお,面接実施時点でうつ病の診断に該当していた4名についてはRCTの対象とはしなかったが,同様の集団認知行動療法を実施した。集団認知行動療法は90分×5セッションから構成され,ファシリテーターはトレーニングを積んだ臨床心理士が担当した。介入前と介入後の2時点でアセスメントを実施した。主要な効果指標は,うつ病の診断面接(MINI),抑うつ症状の尺度(CES-D),自殺念慮の尺度(SIQ)であった。介入群の対象者は介入前から介入後にかけて有意に抑うつ症状と自殺念慮が低減していることが示され,統制群の対象者よりも大きくこれらの指標が改善していた。介入群と統制群のいずれにおいても,介入実施後にうつ病の診断を新たに示す対象者は認められなかった。また,うつ病の診断基準を介入前に満たしていた4名についても,介入前から介入後にかけて抑うつ症状が低減する傾向が認められ,そのうち3名はうつ病の診断に該当していなかった。集団認知行動療法プログラムはほぼ完成し,その有効性を検討する段階に入っている。フォローアップデータの収集も一部終えている。抑うつ傾向の高い対象者への介入研究はランダム化比較試験を実施するのに十分なデータがそろっているが,うつ病の基準を満たす対象者への介入研究のデータは現段階でまだ不足している。今年度に作成した集団認知行動療法プログラムを実施するファシリテーター養成を目的としたトレーニングコースを開発する。トレーニングコースのパイロット版はすでに作成済みであるが,細かい内容を修正した上でファシリテーター候補となる心理士の募集を行い,効果研究に参加する対象者の募集も改めて行う必要がある。大学生のうつ病に対する集団認知行動療法の経験のない臨床心理士4名に対して,作成されたプログラムに基づくトレーニングコースを受講してもらう。コースはアセスメントに関する研修(2時間),プログラムの概要に関する研修(2時間),倫理的配慮に関する研修(2時間),模擬セッションによる実践研修(10時間)の計16時間で構成される。

今年度と同様のスクリーニングによって対象者を40名程度選出し,1トレーニングコースを修了したファシリテーターによる集団認知行動療法プログラムを実施する条件(治療群),2ウエイティングリスト条件(無治療群),の2群にランダムに割りつける。セッション前,セッション後の2時点で前年度と同様のアセスメントを実施し,介入効果の検討を行う。無治療群に対する治療群の効果サイズを算出し,前年度に実施されたプログラムと同等の効果が得られているかという点について検討する。加えて,治療マニュアルをもとにしたチェックリストを作成し,セッションを録画した映像と照合しながら各ファシリテーターがマニュアルをどの程度遵守しているか集計する。このデータを分析することで,マニュアルのどの要素を遵守することが治療成績の向上に結びつくのか明らかにすることが可能になる。次年度は,研究を遂行するための最低限の設備備品および消耗品を購入する。特に,アセスメントのための心理検査や,プログラムで使用する皮膚温度計が必要となる。また,普及可能性の検討のため心理士4名を実験補助者として雇用する費用,米国の研究者を訪問してトレーニングコースのスーパーバイズを受けるための旅費,論文や学会発表に際しての英文校閲に対する謝金,研究成果の発信や対象者募集のためのホームページ作成維持に関する費用が必要となる。なお,前年度に予定していた国際学会への出張が,発表時期の関係で国内学会への出張に振り替えられたため,265,116円の繰越金が生じている。今年度はこの繰越金を充当して国際学会での発表を1件追加する予定である。
サスティナブルな食生活の視点にたった家庭科の教材開発

環境教育における文部科学省の具体的な事業例として,家庭科では環境負荷の少ない生活をめざし,生活意識や生活様式を見直すことを挙げている。次世代の子どもたちが今と同じ地球の恵みを受けられる環境であるよう,すなわち持続可能な社会を考えることは,21世紀の最大の課題であると思われるが,都市はおろか田舎でさえ完壁なエコロジー生活を目指すことは難しくなった今日,今の暮らしの中で無理をせず実現できる方法を考え,実行することが非常に大切であると考える。そこで,環境負荷の少ない生活をめざし,家庭科食領域で,ロハス(Lifestyles Of Health And Sustainability)つまり健康で持続可能な暮らし方を考え,「ソバ」をロハス料理の一食品として紹介した後,様々なロハスフードを使用してロハス料理レシピの作成を行う授業を構築・実践した。まず,ロハスフードとしてのソバを生徒に紹介する資料の充実を図るため,3年に1度開催の「第10回国際ソバシンポジウム2007」(中国楊凌)に参加し,ソバの最新の国際的動向を知った。また,生徒とともに,広島県北の農家での無農薬野菜栽培(オクラやごぼう)体験や,島の農家でのかんきつ類収穫(みかん)体験を行うことにより,植物の栽培や収穫の難しさと楽しさを体験的に学んだ。これらの体験や資料をもとに,簡単に栽培できるソバをはじめとしたスプラウトにも注目し,班毎にロハス料理レシピを作成後,調理実習を行った。ソバスプラウトやブロッコリースプラウトは家庭でも栽培を行うことで,植物に親しむ一助とした。一連の授業実践に生徒は非常に熱心に取り組み,スプラウトを中心にしたロハス料理レシピを作成することができた。また,ソバやスプラウトを日常生活の中に取り入れながら,健康で持続可能な暮らし方を考えようとする姿勢が見られるようになった。
聴覚機構に基づく感覚的協和感モデル

提案した協和感推定モデルをより広い刺激音に適用できるようモデルの修正を行った.適用対象は,刺激音は,それまでの短二度音程(12音高×3音色),完全五度音程(12音高×3音色)に加え,完全一度から短二度までの12音程(2音高×3音色)とした.前年度までに,元のモデル(パラメタ)のままでは当てはまりが悪いこと,データが増えて計算量が大きくなり,このままではパラメタ推定が難しいことが分かっていた.当該年度では,まず協和感推定計算のアルゴリズムを改良することで,パラメタ推定のための探索ができる程度まで高速化した.また,元のモデルの強すぎる仮定を外す等の拡張と改良を行った.これらの変更に伴い,パラメタ推定用のプログラムを全面的に書き直した.パラメタ推定の計算を開始したが,まだ良い結果は得られておらず,引き続き修正,改良をしながら推定の計算を行う.動物における協和感知覚に関しては,基本的な単一強化スケジュールを使用した動物実験におけるオペラント行動を対象として,ベイズ的アプローチによるモデリングを行った。推定のために統計モデリング言語であるStanを使用し,MCMC法を実行した。その結果,推定されたパラメータの分布(事後分布)をスケジュール間で比較することにより,オペラント行動におけるスケジュール間の差異の有無だけでなく,差異の程度を確率的に評価することが可能となった。本年度では,協和感推定モデルのベイズ的拡張の足がかりとして,パラメータが少ない単純なモデルを扱い,その有効性を検証した。今後は,例えばパラメータが多く階層性を持つような,より複雑なモデルへ展開しつつ,協和感推定モデルに適用可能かを検討していく。当該年度は,パラメタ推定において,最適までとはいかないまでもある程度の推定精度に到達することを期待していたが,パラメタ推定のプログラムが動き出したところで年度末になった.予定より遅れたのは,計算の高速化,パラメタの推定方法において,技術的課題を克服すための技術習得と試行錯誤に時間を要したことによる.パラメタ推定がうまくいっていない(プログラムのバグ以外の)原因としては,モデルの表現力(表現力が弱い,制約条件が不適切),局所最適解に陥っているのいずれか,または両方と考えられる.そこで,前者については新しい制約条件を導入した計算を始めている.後者については進化的計算(実数値遺伝的アルゴリズム,差分進化,カッコウ探索)の導入を考えている.聴覚機構に基づく不協和度モデル周波数応答モデルに関しては、山本・仁科・大西(2013, 2015)のモデルの適用可能性の拡張のために、モデルを3種類の音色による24種類の音程における不協和度測定結果(山本・大西・仁科, 2016ab)に適用した。音色は単純な複合音、ピアノ音、オルガン音の3種類で、音程は、最も協和的な完全一度から最も不協和的な短二度までの12種類の音程で、根音の音高が2種類の24種類とした。その結果、少なくとも現在のパラメタでは当てはまりが悪く、修正が必要なことが明らかになった。モデルの自由度を考えると、パラメタの再設定だけでは十分な精度向上は難しいと思われる。モデルの実装において相互作用の処理で手を抜いた部分があり、その影響が顕著になったことが疑われる。聴覚フィルタに基づくモデルに関しては、Leman et. al. (2001)のIPEM Toolboxで位相固定の指数を計算できることを確認した。このソフトウェアは自由パラメタが多く、これまでに不協和度を測定したデータを用いて、入出力の特性を検討して進める必要がある。げっ歯類における共和感覚被験体が容易に反復して自発できる任意の行動を設定し、その行動を自発した直後に特定の音を呈示し、動物がその音に対して選好を示せば、レバー押し反応の自発頻度は高くなる。2つのレバーを設け、それぞれのレバーに対応して異なる音を呈示すれば、2つのレバーの選択率から、それぞれの音に対する選好の程度を定量的に測定することが可能である。そこで、反応レバーを2基備えた実験箱の制作を始めた。同時に、音を提示するトリガーになる自発行動を検討している。本研究は10月に採択になり、交付申請手続き期限までの時間もなかったことから、半年間で実行できる研究計画に縮小し切れなかった。そのため、モデル構築、げっ歯類を対象とした実験装置の製作は、当初計画より若干遅れている。モデル構築において、周波数応答モデルの精度向上まではいけなかったこと、げっ歯類の共和感覚については実験装置の完成に至らなかったことである。一方、ヒトを対象とした不協和度測定は予定より多くのデータ採取ができたため、トータルではおおむね順調の範囲に収まっていると考えている。これまで音高の異なる短二度音程,完全五度音程間で不協和感を測定し,測定値を説明・予測するモデルを構築してきた.このモデルは異なる音程間についても良く当てはまることが想定された.そこで,前年度に測定した,単純な複合音,ピアノ音色,オルガン音色による異なる音程の不協和度データにモデルを当てはめた.その結果,期待に反して当てはまりが悪いことが判明した.

このモデルは,単純な複合音の不協和感には良く当てはまるSethares (2005)のモデルの拡張のため,少なくとも単純な複合音に対しては当てはまると予想していたが,それらの複合音に対しても当てはまりが悪かった.原因として,短二度音程と完全五度音程データに過適合していたこと,3成分以上の複雑な相互作用の近似が不適切であったことが考えられる.Sethares (2005)のモデルは,Kameoka and Kuriragawa (1969)のモデル等と同様,タ成分の複合音の協和度を2成分間の不協和度の和で近似している.この近似は,ある成分と強く干渉する成分が1つだけの疎な成分構成の複合音では高い精度で不協和度を推定できるが,楽音のように密な成分構成の複合音の不協和度は推定できない.そこで,提案したモデルでは,3成分以上の複雑な相互作用を,2成分間の干渉がピークとなる成分間の中心周波数からの距離に基づく重み付け近似している.しかし,このモデルは距離のみを考慮している点で近似として不十分と思われるので,検討を行う.刺激のデータが増えたため,不協和度の計算時間が大幅に増加し,パラメタ推定を行うには,プログラムを並列化したり,効率的な最適化アルゴリズムを採用する等の工夫が必要である.そこで,並列化の方法(メニーコア,GPU利用)と最適化法のアルゴリズムの検討を行った.次年度はこれらの検討を基にモデルの実装をやり直す.年度内で前年度に測定したデータへ当てはまるモデルを完成する予定であったが,予測精度が低く,その改善が続いている.提案した協和感推定モデルをより広い刺激音に適用できるようモデルの修正を行った.適用対象は,刺激音は,それまでの短二度音程(12音高×3音色),完全五度音程(12音高×3音色)に加え,完全一度から短二度までの12音程(2音高×3音色)とした.前年度までに,元のモデル(パラメタ)のままでは当てはまりが悪いこと,データが増えて計算量が大きくなり,このままではパラメタ推定が難しいことが分かっていた.当該年度では,まず協和感推定計算のアルゴリズムを改良することで,パラメタ推定のための探索ができる程度まで高速化した.また,元のモデルの強すぎる仮定を外す等の拡張と改良を行った.これらの変更に伴い,パラメタ推定用のプログラムを全面的に書き直した.パラメタ推定の計算を開始したが,まだ良い結果は得られておらず,引き続き修正,改良をしながら推定の計算を行う.動物における協和感知覚に関しては,基本的な単一強化スケジュールを使用した動物実験におけるオペラント行動を対象として,ベイズ的アプローチによるモデリングを行った。推定のために統計モデリング言語であるStanを使用し,MCMC法を実行した。その結果,推定されたパラメータの分布(事後分布)をスケジュール間で比較することにより,オペラント行動におけるスケジュール間の差異の有無だけでなく,差異の程度を確率的に評価することが可能となった。本年度では,協和感推定モデルのベイズ的拡張の足がかりとして,パラメータが少ない単純なモデルを扱い,その有効性を検証した。今後は,例えばパラメータが多く階層性を持つような,より複雑なモデルへ展開しつつ,協和感推定モデルに適用可能かを検討していく。当該年度は,パラメタ推定において,最適までとはいかないまでもある程度の推定精度に到達することを期待していたが,パラメタ推定のプログラムが動き出したところで年度末になった.予定より遅れたのは,計算の高速化,パラメタの推定方法において,技術的課題を克服すための技術習得と試行錯誤に時間を要したことによる.申請時の計画通り、モデル構築に関しては、測定データに当てはまるようにモデルの修正、拡張を行う。
ｐｉＲＮＡ生合成経路におけるＫｒｉｍｐ顆粒の役割

piRNAは、生殖細胞特異的に産生される小分子RNAであり、PIWIタンパク質と特異的に結合する事によって、生殖細胞系において転移因子の遺伝子発現を抑制し、それらのゲノムへの侵略を防ぐ。piRNAは一次経路と二次経路によって産生され、ショウジョウバエPIWIタンパク質の一つAGO3のpiRNAは二次経路によってのみ産生される。本研究では、ショウジョウバエpiRNA因子KrimpがAGO3のpiRNAが二次経路によって産生されるよう制御する因子であることを明らかにした。また、Krimpは一次経路によって作られるpiRNAがAGO3へ行かないように制御していることも明らかにした。piRNA (PIWI-interacting RNA)は、生殖細胞特異的に産生される小分子RNAであり、その多くは、ゲノム上の転移因子に由来し、PIWIサブファミリータンパク質と特異的に結合する事によって、生殖細胞系において転移因子の遺伝子発現を抑制し、それらのゲノムへの侵略を防ぎ、ゲノムの品質管理を行っている。piRNAはmicroRNAや内在性siRNAといった小分子RNAの生合成とは独立した経路によって産生されていることが報告されているものの、未だ充分な知見は得られていない。本研究では、amplification loopによるpiRNA生合成がどのような分子機構によって制御されているのかを明らかにするため、Krimp-AGO3複合体に着目し、1について、Krimpはメチル化修飾していないAGO3に主に相互作用すること、さらに、piRNAをもつ前のAGO3と相互作用することを明らかにし、2について、卵巣性体細胞OSCにおいて、AGO3を強制発現させるとKrimp顆粒に局在する。これは、AGO3のN末(約80アミノ酸)を介して起こる現象であることを明らかにした。また、AGO3のN末はメチル化修飾されることが知られているが、Krimp顆粒への局在にはメチル化は関与しないことを明らかにした。さらに2に関するその後の解析で、別の生殖細胞特異的なPIWIタンパク質であるAubにAGO3のN末を付加するだけで、AubをKrimp顆粒へ局在誘導できることがわかった。このことは、AGO3のN末わずか80アミノ酸程度でamplification loopが制御されていることを示唆する。これが実際に生殖細胞内で起こっているか検証するため、AubとAGO3のN末を入れ換えたキメラタンパク質を作成し、それぞれのキメラタンパク質と相互作用しているpiRNAプロファイルを調べている。3について、抗AGO3及び抗Krimpモノクローナル抗体を用いた免疫沈降実験を行った結果、Gamma-tubulinリング複合体が同定された。本研究では、amplification loopによるpiRNA生合成がどのような分子機構によって制御されているのかを明らかにする。amplification loopによるpiRNA生合成がどのような分子機構によって制御されているのかを明らかにするため、Krimp-AGO3複合体に着目し、以下の3点について解析を行った。1)Krimpと相互作用しているAGO3の分子状態について:Krimpはメチル化修飾していないAGO3に主に相互作用すること、さらに、piRNAをもつ前のAGO3と相互作用することを明らかにした。2)AGO3の細胞内局在、及びKrimp-AGO3複合体形成を制御するドメインの同定:卵巣性体細胞OSCにおいて、AGO3を強制発現させるとKrimp顆粒に局在する。これは、AGO3のN末を介して起こる現象であることを明らかにした。3)AGO3、及びKrimp相互作用分子の同定と解析:抗AGO3及び抗Krimpモノクローナル抗体を用いた免疫沈降実験を行い、現在、結合分子の同定を行っている。3)AGO3、及びKrimp相互作用分子の同定と解析抗AGO3及び抗Krimpモノクローナル抗体を用いた免疫沈降実験を行い、現在、結合分子の同定を行う。4)KrimpのAGO3非結合部位に相互作用する分子の単離2)の解析結果から、Krimp同士の結合部位、及び、AGO3-Krimpの相互作用部位をそれぞれについて明らかにしており、これらの結果を基に、Krimpと相互作用する分子の単離と同定を行う。

次年度の研究を遂行するために、分子生物学実験用試薬・キット・免疫組織化学染色用試薬、ショウジョウバエの飼育容器と飼料を計上する。また、AGO3、及びKrimpと相互作用する因子の同定の為の質量分析解析費を計上する。
リボン状OCP/アパタイト複合結晶を用いた高靭性コラ.ゲン複合体の開発

高い強度と靱性を有する、即ち、硬くて粘り強い骨代替材の開発を目指して、オクタカルシウムリン酸塩(OCP)/アパタイト複合結晶とタイプIコラーゲンから成る複合体を作製し、力学的性質を向上させる加圧成形条件を模索した。複合体を圧力200MPaで、試料の状態(乾燥、湿潤)と成形温度(室温、40°C)の異なる4つの条件で板状に成形し、3点曲げ試験によりその強さ、靭性(粘り)、Young率(硬さ)を測定した。成形体の強さと靭性は、湿潤40°C成形で増加し、Young率は、乾燥40°C成形で増加した。本課題の目標は、靭性と強度を兼ね備えるアパタイト/コラーゲン複合体の開発である。その手段として(1)リボン状のオクタカルシウムリン酸塩(OCP)/アパタイト複合結晶を利用し、(2)加温下で複合体の加圧成形体を作製することを計画した.本年度は、上記の項目に対しそれぞれ次の点を明らかにした.(1)アスペクト比の大きなOCP/アパタイト複合結晶は、37°C、pH6.3-6.5において3日間育成した長いリボン状のOCP結晶を1020ppm F存在下、pH8-9で2日間加水分解することにより得られる.(2)成形体の曲げ挙動は加温加圧成形前の複合体の湿潤度ならびに予備成形条件に依存した.含水量1μl/mg、30MPa、30秒間一軸加圧が適切であった.複合体成形体の3点曲げ試験を行い、曲げ挙動を荷重(N)より算出した応力(MPa)-変位(mm)曲線で表し、曲げ強さを最大荷重から求めた.本複合体成形体は、1)最大応力に達した後も破断せず、下部支点に支えられた状態で変位が続き、破断点を示さず、2)応力による変形の初期に弾性的な挙動を示し、応力集中部位の部分的な脆性破壊を起こした後、最大応力に達するまで非線形的な変位を続けた.このため、通常の方法で靱性と弾性率を求めることができないので、それぞれ次の方法で評価した.1)靱性の尺度:最大応力に達した時点の変位までの応力-変位曲線の面積;2)弾性率の尺度:初期の線形領域の勾配.曲げ強さ、見かけの靱性および弾性率を乾燥状態で加圧成形した場合と比較した.その結果、湿潤状態で加圧成形することにより、見かけの靱性は6倍、弾性率は2.5倍、強さは3倍になった.これは、湿潤条件で複合体を加圧することにより、コラーゲン繊維同士ならびにコラーゲンと結晶の一体化が促進され、成形体がより緻密となったためと考えられた.本研究の目的は骨組織再生材料として広く利用されているアパタイト・コラーゲン複合体の靭性と強度を向上させることにある。具体的には、その手段として、リボン状オクタカルシウムリン酸塩(OCP)/アパタイト複合結晶のコラーゲンマトリックスを強化フィラーとして用い、加温高圧成形(WIP)の意義を検討することを目的としている。平成22年度に於いては、平成21年度から継続して、複合体を湿潤下200MPaで室温等方的高圧成形(CIP)行い、乾燥条件で成形した場合よりも曲げ強さが増加することを確認し、得られた成果を、第55回日本歯科理工学会において報告した。当該科研費により購入した、加温加圧成型装置(WIP)を用いた実験により、室温高圧成形(CIP)よりも約40°Cにおいて高圧成形(WIP)することにより、コラーゲンマトリックスの曲げ強さと靭性が増加することがわかった。さらに、予備成形を行った後、成形体を金型ごと加圧成形することによって形状がより安定した成形体を作成できることが判明した。本研究の目的はオクタカルシウムリン酸塩(OCP)/アパタイト・コラーゲン複合体を骨組織代替材料として利用するために、その成形体の靭性と強度の向上を図ることにある。その手段として、アスペクト比の大きいリボン状形態のOCP/アパタイト複合結晶をコラーゲンマトリックスの強化フィラーとして用い、温水静水圧成形装置(WIP)により、加温高圧下で成形体作製を計画した。複合体をWIPによって40°C、200MPaで成形することにより、室温において200MPaで成形(CIP)した場合よりも、複合体の靭性は約4倍、曲げ強さは約3倍、Young率は約1.5倍になった。また、複合体の靭性と強さは湿潤状態でWIP成形することにより、Young率は乾燥条件で成形することにより向上することがわかった。比較のため、ビーグル犬(6歳雄)の下顎骨と大腿骨緻密骨から本成形体と同一サイズに切り出した試験体の曲げ試験を行った。
樹状細胞を用いた悪性高熱症の新規診断法の開発

悪性高熱症(malignant hyperthermia;MH)は、全身麻酔時に使用する揮発性の吸入麻酔薬や脱分極性筋弛緩薬の使用により発症する筋疾患である。この疾患は常染色体優性遺伝を示すが、日常生活上は問題がなく、全身麻酔を受けた場合にのみ発症する。発症した場合には重篤で、適切な治療が行われなかった場合には死にいたることがある。疾患の本態は、骨格筋細胞内カルシウムイオン(calcium ion;Ca^<2+>)の動態異常に起因する代謝亢進である。現在のMHの確定診断は、局所麻酔下に筋生検を行い、骨格筋のCa^<2+>動態異常を直接観察することにより行われている。しかし、この方法にはいくつかの問題点があり、普遍的てはない。原因遺伝子である1型リアノジン受容体(ryanodinereceptor;RyR1)遺伝子の変異点を検索する方法が試みられたが、人種による変異点の差や、変異点の不明な症例も多いことが明らかとなり、遺伝子変異の検索による診断は困難とされている。我々は、3つのRyRアイソフォーム(RyR1-3)のうち、ヒト樹状細胞(dendritic cells;DCs)が、RyR1のみを選択的に発現していることを明らかにした。また、ヒトDCはRyRアゴニストである4-chloro-m-cresol(4-CmC)刺激により、細胞内Ca^<2+>ストアに由来する一過性の細胞内Ca^<2+>上昇を示した。この現象は、RyR阻害薬であるダントロレンによって阻害されたが、IP_3受容体阻害薬であるゼストスポンギンCでは阻害効果が認められなかった。さらに、RyR1を介したCa^<2+>シグナルは、LPSによって誘導されるDCのIL-10産生を抑制し、HLA-DRとCD86分子の発現上昇を誘導することで、アロナイーブT細胞刺激活性を亢進させた。以上より、ヒトDCは機能的なRyR1を発現し、これを介したCa^<2+>シグナルによってDC応答が制御されること、およびDCがMH診断に有用な細胞種であることが明らかとなった。健常人ボランティアの同意を得た上で採血を行い、分離した末梢血単核球(PBMCs)よりCD14陽性モノサイトを磁気分離した。CD14陽性モノサイトにIL-4とGM-CSFを加え、5日間培養することでヒトモノサイト由来樹状細胞(monocyte-derived dendriticcells : Mo-DCs)を誘導した。この未成熟な状態の樹状細胞(immature DC : iDC)に、DCの成熟因子であるlipopolysaccharide (LPS)あるいはプロスタグランジンE_2(PGE_2)+TNFαを添加し、48時間培養することで機能的に異なる2種類の成熟DCを誘導した。これらiDC、LPS-DC、PGE2-DCにおけるリアノジン受容体(ryanodine receptors : RyRs)サブタイプ(1-3型)の遺伝子の発現をRT-PCR法にて評価した。その結果、ヒトDCはこれら3つのサブタイプの中で1型リアノジン受容体(RyRl)遺伝子のみを発現し、特にiDCは成熟誘導された2種類のDCよりも遺伝子発現量が高いことが明らかとなった。

また、Fura-2標識したiDCを、RyRアゴニストである4-chloro-m-cresol(4-CmC)、またはATPを用いて刺激し、これにより誘導される細胞内Ca^<2+>上昇を蛍光レシオイメージング法にて評価した。その結果、iDCは4-CmC刺激に対して、細胞内Ca^<2+>ストアに由来する一過性の細胞内Ca^<2+>上昇を示した。この現象は、RyR阻害薬であるダントロレンによって阻害されたが、IP_3受容体阻害薬であるゼストスポンギンCでは阻害されなかった。ATPは、細胞表面のP2Y受容体にも作用し、その下流でIP_3受容体を介したCa^<2+>上昇を誘導することが知られているが、ダントロレン存在下ATP刺激した場合でも細胞内Ca^<2+>上昇のほとんどが阻害された。しかし、ゼストスポンギンCを用いた場合では阻害効果が認められなかった。以上をまとめると、1.ヒトDCには機能的なRyRlが発現する。2.ATP刺激により誘導される細胞内Ca^<2+>上昇にはRyRを介したCa^<2+>移動が重要な役割を果たしている。現在、RyRアゴニスト刺激により特異的に誘導されるDC応答性を、これが産生する液性因子の観点かち解析を進めている。悪性高熱症(malignant hyperthermia;MH)は、全身麻酔時に使用する揮発性の吸入麻酔薬や脱分極性筋弛緩薬の使用により発症する筋疾患である。この疾患は常染色体優性遺伝を示すが、日常生活上は問題がなく、全身麻酔を受けた場合にのみ発症する。発症した場合には重篤で、適切な治療が行われなかった場合には死にいたることがある。疾患の本態は、骨格筋細胞内カルシウムイオン(calcium ion;Ca^<2+>)の動態異常に起因する代謝亢進である。現在のMHの確定診断は、局所麻酔下に筋生検を行い、骨格筋のCa^2+動態異常を直接観察することにより行われている。しかし、この方法にはいくつかの問題点があり、普遍的ではない。原因遺伝子である1型リアノジン受容体(ryanodine receptor;RyR1)遺伝子の変異点を検索する方法が試みられたが、人種による変異点の差や、変異点の不明な症例も多いことが明らかとなり、遺伝子変異の検索による診断は困難とされている。我々は、3つのRyRアイソフォーム(RyR1-3)のうち、ヒト樹状細胞(dendritic cells;DCs)が、RyR1のみを選択的に発現していることを明らかにした。また、ヒトDCはRyRアゴニストである4-chloro-m-cresol(4-CmC)刺激により、細胞内Ca^<2+>ストアに由来する一過性の細胞内Ca^<2+>上昇を示した。この現象は、RyR阻害薬であるダントロレンによって阻害されたが、IP_3受容体阻害薬であるゼストスポンギンCでは阻害効果が認められなかった。さらに、RyR1を介したCa^<2+>シグナルは、LPSによって誘導されるDCのIL-10産生を抑制し、HLA-DRとCD86分子の発現上昇を誘導することで、アロナイーブT細胞刺激活性を亢進させた。以上より、ヒトDCは機能的なRyR1を発現し、これを介したCa^<2+>シグナルによってDC応答が制御されること、およびDCがMH診断に有用な細胞種であることが明らかとなった。
生涯にわたる生活習慣予防に向けた早期支援プログラムの開発

本研究は、早期の段階から生涯にわたる生活習慣病予防の系統的な支援を行うことにより、生活習慣病の発症予防を図ることを目的とする。研究の第1段階では、A町の20歳65歳未満の住民を対象に質問紙調査を実施した。その結果、生活習慣病の発症及び重症化の予防に向けては、地域住民の健康観と生活習慣を把握し、年代別の特徴を考慮した支援を提供することが重要であることが示唆された。また、予防的な視点からの健康観の形成に向けて、早期の段階からの系統的な支援の重要性が確認された。第2段階の研究では、研究の第1段階の成果を基に早期支援プログラムを作成した。早期支援プログラムは、トランスセオレティカルモデルを枠組みとした身体のメカニズムや生活習慣病に関する知識の提供のための健康教育であり、系統的な支援を行うため約2年間、5回にわたり実施する。具体的には、研究対象者は乳幼児健診に参加する保護者であり、3か月児健診から2歳児検診の場を活用しての実施である。乳幼児健診の場を活用する意義としては、乳幼児健診は参加率が高く容易に参加者を確保することができ、さらに、子どもや家族への波及効果も期待できる。現在は、作成した早期支援プログラムを用いて、乳幼児健診に参加する保護者に健康教育を実施している。早期支援プログラムの効果の検証は、1群事前事後テストデザインによる質問紙調査結果の分析を行う。また、早期支援プログラム実施後(2歳児検診の終了後)に健康観及び行動の変化に焦点をあてインタビューを実施し、質的に分析を行う。介入開始前のデータ収集は2019年1月に終了し、健康教育による介入は、3か月児健診および6か月児健診は終了している状況である。引き続き、1歳児健診、1歳6か月健診、2歳児検診の場にて早期支援プログラムによる健康教育を実施し、介入の効果検証を行う。本研究は、早期の段階から生涯にわたる系統的な支援を行うことにより、地域住民の生活習慣病予防に対するエンパワーメントを高め、生活習慣病の予防を図ることを目的としている。第一段階では、地域住民の健康観に即した生活習慣病予防に向けた早期支援プログラムを作成する。平成27年度は、地域住民の健康観を把握するために、健康観および生活習慣に関する質問紙を作成し、研究フィールドの地域住民を対象に質問紙調査を実施した。質問紙は、研究対象者の特性を把握するために、年齢、性別、最終学歴、職業を質問項目とした。さらに、研究者らの先行研究の結果から、「個人の特性」「保健行動に対する認識」「健康に対する考え方」「生きがい」が健康観に影響を与えると考えられたため、これら4つの要素に基づき健康観を問う質問項目を既存の尺度を用いて作成した。生活習慣を問う質問項目は、森本が提唱する8つの健康習慣の項目及びブレスローの7つの健康習慣等を参考に作成した。研究対象者は、研究協力の得られたA町住民20歳から65歳未満の3,510人であった。調査方法は郵送法を用いた。調査結果は、質問紙の回収数は844人(回収率24.1%)であり、男性354人、女性490人であった。現時点では、研究対象者の特性および各質問項目の記述統計の算出が終了している。今後は、年代別、性別、職業別、最終学歴別と健康観との関係をみるために、Mann-WhitneyのU検定およびKruskal-Wallis検定を用いて分析を行い、さらに、年代別等と健康観の各質問項目を2群または3群に分類し、χ2検定を用いて分析を行う予定である。各項目の分析終了後、それらの結果に基づきプログラムの枠組みを作成し、身体および生活習慣病に対する基礎的な知識を含む早期支援プログラムの開発を行う予定である。研究計画書では、研究フィールドの確保を平成27年6月までに行う予定であったが研究協力の依頼を予定していた市町村において、保健師の退職及び育児休業等の取得により欠員が生じ、研究への対応が困難な状況となり、研究協力が得られなかった。そのため、研究協力が得られる市町村を、再度探し、研究協力の依頼を行った。その結果、研究フィールドを確保できたのは、平成27年9月であった。また、研究フィールドの確保が遅れたため、研究倫理審査の申請は平成27年12月となり、承認が得られたのは、平成28年1月であった。研究倫理審査の承認後、質問紙調査を実施するための準備を行い、質問紙を地域住民に郵送したのは平成28年3月、質問紙回収の締切は平成28年4月となり、当初の計画と比較し、研究の遂行が遅れている状況である。研究の第1段階ではA町の20歳65歳未満の住民3,510人を対象に質問紙調査を実施した。データ収集項目は対象者の基本属性及び健康観とした。健康観については、健康の判断基準、生活行動に関する保健行動の優先性尺度、HLC尺度、生きがい意識尺度、自分らしさ行動特性尺度を用いた。質問紙の回収は845人(回収率24.1%)であり、欠損値を除く843人を分析対象とした。健康の判断基準では身体的健康や社会的健康を重視する人が多かった。

各尺度得点を年代別にみると、HLC尺度では30歳代の得点が低く(P=0.005)、外的統制傾向が強い傾向にあった。自分らしさ行動特性尺度では若年層ほど得点が高く(P=0.000)、自分や相手の気持ちを大切にし、意見を積極的に発言する傾向にあった。生活行動に関する保健行動の優先性尺度では、60歳代が最も得点が高く保健行動を優先する傾向が強かった(P=0.000)。生きがい意識尺度では、20歳代と他の年代との間に有意差がみられ(P=0.001)、20歳代は自分の未来に対して積極的で肯定的な態度が強い傾向にあった。これらの結果から、20歳代及び30歳代の若年層では、保健行動に対して消極的であり、予防的な視点からの健康の捉え方をしていないが医療従事者に依存しやすく、意見を取り入れる姿勢があることが明らかになった。従って、予防的な視点からの健康観を形成するために若年層から保健指導を開始することが効果的であると考える。また、A町の住民は現在の身体及び精神的な状態から健康を判断する者が多い傾向にあり、予防的な視点からの健康観の形成に向け、各年代の実態を踏まえた継続的な保健指導が必要である。第2段階ではこの結果を基に早期支援プログラムを開発する。研究の進捗状況として、現在は、研究の第2段階に用いる早期支援プログラムを作成している。当初の研究計画では、平成28年度においては、研究フィールドの乳幼児健診児の保護者を対象として、早期支援プログラムを用いて介入を行う予定であった。しかし、研究フィールドの確保及び研究の第1段階における質問紙調査の実施に遅れが生じ、現時点では早期支援プログラムによる介入を実施していない状況である。早期支援プログラムは内容を吟味することが重要であるため、今後も引き続き十分に検討を行う予定である。早期支援プログラムの完成は、平成29年10月頃を目標としており、その後、介入を実施する計画である。本研究は、早期の段階から生涯にわたる生活習慣病予防の系統的な支援を行うことにより、生活習慣病の発症予防を図ることを目的とする。研究の第1段階では、A町の20歳65歳未満の住民3,510人を対象に質問紙調査を実施した。その結果、若年層では、保健行動に対して消極的であるが、医療従事者に依存しやすく、相手の意見を取り入れる姿勢があることが明らかとなり、予防的な視点からの健康観を形成に向けて、若年層から保健指導を開始することの有効性が示された。このことから、生活習慣予防に向けて、早期の段階からの系統的な支援の重要性が確認された。この結果を基に、平成29年度においては、研究の第2段階である早期支援プログラムの作成および実施を開始している。早期支援プログラムの概要については、乳幼児健診(3か月児2歳児)に参加する保護者を対象者とし、乳幼児健診ごとにパンフレットまたはリーフレットを作成し、段階を踏んだ継続した健康教育を展開する。早期支援プログラムは、トランスセオレティカルモデルを枠組みとした身体のメカニズムや生活習慣病に関する知識の提供のための健康教育である。乳幼児健診は、参加率が高く、効率よく多くの対象者に対して健康教育を実施することが可能であり、乳幼児をはじめ、その他の家族への普及効果が期待できる。継続した健康教育の実施は、生活習慣を改善することへの理解を促進し、健康にとって望ましい生活習慣を形成するための動機づけを強化することができる。早期支援プログラムの評価については、質問紙を用いて、プログラム開始前、中、後での比較を行い、介入による効果を検討するとともに、質的研究を行い、効果を検証する予定である。
プラズマCVDによるTiN-基組成傾斜膜のコーティングと耐腐食性

1)膜の出発原料として、ヘキサメチルジシロキサン溶液をエタノールに溶解し、これに安定化剤のトリエタノールアミンを加えたものを使用した。この溶液を送入ポンプで一定速度(0.050.5ml min^<-1>)で細孔ノズルから窒素・水素プラズマ中へ噴霧し、Monolithic SiCとSiN_x膜を800°Cに加熱したSUS基板上で作製した。さらに、窒素ガス流量を変化させながらアルコキシド溶液をプラズマ中へ噴霧した結果複合膜が生成した。さらに、窒素ガス流量を時間と共に変化させて、SiC-SiNx組成傾斜膜を作製することが可能となった。2)膜の生成相を薄膜XRDで同定した結果、SiCの回折ピークのみ現れ、SiNxはアモルファスであった。FE-SEMで膜の表面を観察した結果、膜表面は平滑で、膜厚は約1μmであった。組成分析をXPSで行った結果、Si,N,結合Cは膜中均一に分布し、FreeのCとOも含まれていることが分った。3)SUS基板上に作製したSiCとSiNxの複合膜・組成傾斜膜を650°Cに保った大気中のKCl粉末上に8時間保持してこの蒸気に対する耐腐食性を検討した。その結果、膜を形成しないSUSは表面にMo酸化物が析出して激しく腐食していたのに対して、SiNxとSiC-SiNx複合・組成傾斜膜を形成させたSUSは全く腐食せず、このSiNxとSiC-SiNx膜は非常に高い耐腐食性を有することを明らかにした。
火山ガス生成に伴う化学過程に関する実験的研究

火山活動を理解するうえで揮発性物質の挙動が重要であることは従来から指摘されており、本研究では、マグマ中に溶け込んでいる揮発性物質が火山ガスとして地表に現われるまでの化学的な過程を明らかにし、火山噴火や火山活動のメカニズムの解明に貢献した。これまでの火山ガスの研究は、火山ガスの分析と発泡現象を直接結ぶ研究が欠落しており、起源を論ずる上でネックとなっていた。そこで本研究では次の3項目に取り組み実験火山ガス学の確立を目論んだ。すなわち、(1)マグマ中に微小なバブルが発生し生長する過程の高圧実験で再現、(2)岩石中の微小流体分析のための顕微分光法の確立、(3)モデル実験を検証するために必要な火山ガスデータ現場分析法の改善、の3項目である。まず、(1)ついては、他機関の高圧発生装置を借用して、ケイ酸塩メルトに過飽和なガスを発泡させる実験をくり返し、様々な条件下での試料の作成が可能になった。(2)については、高感度顕微ラマン分光システムの開発を主に行なった。この装置を使って多くの成果を出すことができたが、マントル捕獲岩中の微小流体包有物の二酸化炭素のラマンスペクトルから残留圧力を求めることに成功したことは特筆に値する。(3)については、高速小型ガスクロマトグラフ分析計を用いて火山ガス放出現場で直接分析する技術を開発し、火山ガス組成の現場分析の向上を計ることができ、さらに火山体土壌を通して拡散放出する火山ガスの分析から、噴火予知に役立つ多くの成果を得ることができた。マグマの発泡実験のための準備を主に行った。具体的には流紋岩質ガラスに水を加えたものを出発物質とし、溶接した金チューブに出発物質を密閉してガス圧式高圧発生装置で約2万気圧、1000°C程度の高温・高圧を発生させて数日間放置する。その後、温度はそのままの状態で圧力を落とし、次に温度を急冷させてメルト中に過飽和なガスを発砲させる。以上のような操作で再現性良くガラス中に発泡が見られた。今後は様々な組成の出発物質を用い、減圧条件などを変えながら発泡するガスの組成を求めていく予定である。また、ガスの組成分析用として顕微ラマン分光装置を導入し、現在調整を行っている。可視領域の回折格子を2枚持ち、高分解能測定と低分解能で広範囲のスペクトルを測定できるモードの二通りを選べるようにしてある。また、将来蛍光回避のために近赤外レーザーを導入することを前提として、近赤外用の回折格子も装着した。また、マイクロGCも既に実験室でのテストは終了し、実際の試料の測定に用いている。今年度発表された成果の大部分は、火山体から拡散放出される火山ガスの山体における分布をフィールドワークによって調査した結果、噴気のフラックスをトレーサーガスを流すことによって測定した結果、また伊豆大島において噴気井戸からのガス成分を連続測定して噴火活動との関連についての議論についてである。いずれも今年度から本科研費の研究内容に連続的につながる内容と言える。本年度は野外での火山観測と実験室での室内実験の二本立てで研究を遂行した。まず、観測関係では火山体から拡散放出される火山性ガスの化学成分と空間分布を精密に調べ、火山噴火の前兆をとらえることができる可能性を示した。この研究を遂行するうえで、本研究経費で購入した小型高感度ガス分析装置による分析が威力を発揮した。山体から放出されるガスの物理的な放出メカニズムを検討するため、土壌中でのガスの圧力分布を調べる装置を開発し、拡散放出のメカニズムをより正確に理解することが出きるようになった。また、地球深部ガスの起源を知るうえで有力なトレーサーであるヘリウム同位体比から、西日本に産する捕獲岩からプリュームタイプのガスが含まれることが明らかになった。実験室においては、高圧下での流体の振動スペクトルを測定するための設備の整備を行った。クランプ可能な小型ダイヤモンドセルと加圧装置を設計、製作した。

このような設備を用いて、10万気圧オーダーの圧力下で流体の赤外吸収スペクトルとラマンスペクトルを精度良く測定できるようになった。現在は天然ダイヤモンド中の流体の化学組成(具体的には塩分)と圧力を近赤外吸収スペクトルの形状解析から同時測定する方法を開発中である。また、マントル捕獲岩を対象にしたラマンスペクトルの測定もすすめた。その結果、流体包有物である二酸化炭素のラマンスペクトルから流体の圧力を見積もる可能性を示唆することができた。三年にわたる研究によって、微小領域における地球内部からの流体相(揮発物質)の観察技術の開発、フィールドワークによる火山体からの揮発性物質の化学的分析技術の飛躍的な向上を図ることができた。微小領域での流体相の観察手法としては、高感度顕微ラマン分光システムの開発を主に行った。励起光としてアルゴンイオンレーザーの488nmと514.5nmの発振線を用い、必要に応じて高分解能での測定と広い波数領域での測定を回折格子を切り替えることによって適宜選択できるシステムとした。また、天然試料はときとして強い蛍光を発してラマン散乱が妨害されることがあるため、ダイオードレーザーによる近赤外光励起も可能となるように配慮した。マントル捕獲岩に含まれる二酸化炭素を主成分とする流体包有物のラマンスペクトルを高精度で測定することで、流体の残留圧力を求めることに成功した。また、残留圧力が鉱物種ごとに異なることから・流体圧力がマントル中での塑性変形過程によって低下している可能性を示すことができた。フィールド実験においては、山体からの拡散放出ガスのフラックス分布の測定において大きな成果が上がった。また、高感度ガスクロマトグラフィー装置を野外に携帯し、山体からの放出ガスの組成をその場観察する技術を開発した。さらに今後は高感度ガスクロマトグラフ装置を、岩石破砕装置と組み合わせることによって、岩石中の微細な地球深部由来流体の定性・定量分析に利用する予定である。
実測評価に基づく一時故障に強靭な低電力向け集積回路の設計手法

本年度の研究では回路シミュレーションを用いて中性子起因のソフトエラーの評価を行った。近年の微細化によってソフトエラーの発生頻度は増加しており、特に問題となっているのが多ビットエラーである。多ビットエラーが生じるとソフトエラー耐性回路である多重化回路や、ECCなどのエラー訂正回路でもエラーとなる。本研究では多ビットエラーを回路シミュレーションにより評価する手法の検討を行い、昨年度に行ったソフトエラーの実測結果と比較を行った。昨年度行ったフリップフロップにおける多ビットエラーの実測では基板電位を固定するウェルコンタクトを密に配置することで多ビットエラーの発生率を1/100に低減できることを確認した。基板を抵抗と容量を用いてモデル化し、中性子線による基板電位の変動を回路シミュレーションで評価可能とする方法を提案した。基板のモデル化により、多ビットエラーの発生原理である寄生バイポーラ効果の影響を回路シミュレーションによって高速に評価することを可能とした。提案モデルを用いて多ビットエラーのラッチ問距離依存性を評価した。シミュレーションの結果は実測と比較して発生率が1/4程度と小さいものの、ラッチ間距離に対して指数関数的に減少する傾向は一致した。回路シミュレーションによる評価結果は国内会議で発表を行い、昨年度の研究成果である多ビットェラーの測定結果を国際会議で発表した。多ビットエラーの原因が基板電位の変動であることを回路シミュレーションと実測により示し、多ビットェラーを効率的に低減する方法の検討が行えた。回路シミュレーションの評価精度を向上させるとともに、低コストかつ高いソフトエラー耐性をもつ回路構造の検討を行う。第一年度目では中性子線によるフリップフロップの多ビットエラーの特性評価に焦点を当てて研究を行った。多ビットエラーは耐一時故障回路である多重化回路の耐性を低下させる非常に大きな問題である。多ビットエラーの特性評価回路を試作し、中性子線を照射することでその特性を評価し、多重化回路の一時故障率を効率的に提言する手法の検討を行った。具体的には以下の3つの点を明らかにした。1.多ビットエラーのフリップフロップ間距離依存性の評価。多ビットエラーは距離に対してべき乗で減少することを実測により確認した。多重化回路で通常のフリップフロップの100倍の耐性を実現するには多重化回路を構成するフリップフロップを4um以上(約フリップフロップ1個分余分に)離して配置する必要があり、非常に面積効率が割ることが判明した。2.多ビットエラーの発生率と基板電圧を固定するwell-contact密度の依存性の評価。Well-contactを60倍の密度で配置することにより、多ビットエラーを約1/100に低減できることを確認した。この結果から99%の多ビットエラーは中性子衝突により変動した基板電位により生じていると推測される。3.中性子衝突による基板電位の変動量の評価と、多ビットエラー発生と基板電位変動の相関の評価。中性子衝突による基板電位の変動時間、変動範囲を加速試験を用いて測定することで、基板電位の変動が多ビットエラーの発生に与える影響を評価した。その結果、0.6V以上の電圧変化が500ps以上継続する基板電位の変動が高頻度で生じていることが判明した。0.6V以上ではトランジスタに寄生するバイポーラトランジスタや、ダイオードがONをなりうるため、基板電位の変動が回路動作に大きな影響を与えていると推測される。フリップフロップの多ビットエラーの特性の評価を行い、24年度では4度の国際会議でその研究成果を発表した。また、国内会議でも研究成果を発表し、平成24年度学術奨励賞を受賞した。フリップフロップの多ビットエラーと中性子線による基板電位変動の測定結果を元に、回路シミュレーションを用いて多ビットエラー率を評価する手法の検討を行う。同時に多ビットエラーを低減する構造を付与した多重化フリップを設計し、そのソフトエラー耐性の向上率を確認する。