hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非侵襲生体計測とアクアダミーによる安心快適なシート設計・評価技術

従来からシートの安心快適性評価は、被験者によるものが中心で、過去に人体ダミーを開発した例はあるものの、低周波領域の周波数応答が再現できるものに留まっており、高周波数領域での評価に適したものの開発には成功していない。本研究の目的は、シートの安心快適性を評価するため、スライムを詰めた複数の柔軟なタンクからなる低周波数領域と高周波数領域の両方が再現可能な乗り心地や疲労感の定量的な評価を可能とする標準ダミーを開発することである。研究は、1ダミーの設計手法の開発、2提案手法の妥当性の検証、3開発した手法を適用した人体ダミーの設計製作、4乗り心地及び疲労感の人体データとの比較の4つのパートから構成される。本研究では、ダミーの設計手法に関しては1と2が完了した。具体的には、変形が可能なシリコンゴム製のタンクに水を入れた要素についてバルジング振動解析モデルを提案し、大変形を扱うことのできる計算手法を提案した。実験では、加振器で上下方向に加振し、周波数応答特性を得て、計算結果との比較を行った。また4については、研究協力企業によって被験者のデータを取得することができている。ただし、3の標準ダミーの設計製作に関しては未達で、今後、実施を検討中である。機械力学研究は、1ダミーの設計手法の開発、2この手法の妥当性の検証、3開発した手法を適用しての人体ダミーの設計製作、4乗り心地及び疲労感の人体データとの比較検証の4つのパートから構成されるが、1と2は完了しているものの、3と4をこれから実施することになる。実物大の大きさのダミーを製作することになるが、試作方針、材料の手配等、段取りを至急つける必要がある。研究開始の年に,アクアダミー試作の目途を付けることが目標だったが,設計計算のための計算ツールの構築に手間取っている.2次元モデルの計算が可能なプログラムまでは既に構築できているが,目下3次元モデル用のプログラムを作成中である.アクアダミーの振動特性を予測することは初めての試みなので学ぶことも多く,有益な経験を積みながら研究を進めている.一方,小型のアクアダミーの試作方法,加振方法,振動特性計測方法についても予備的な検討を進めている.研究に協力して頂ける企業と協力して、実物大のダミーの試作に着手する予定である。その後、大型加振台を利用して、乗り心地及び疲労度の評価を行う予定である。次年度は,ゴム膜と粘性流体の流体構造連成効果を考慮した,アクアダミーの振動特性を再現できる3次元モデルを完成させ,容器内部を満たす流体の粘性やゴム膜の厚さ,容器の大きさ等が振動特性に与える影響をシミュレーションで調査する.これにより,アクアダミーの振動特性を明らかにし,人体ダミーとしての使用可能性についての検討が可能となる.次のステップとして,小型のアクアダミーを実際に試作して,加振器によって加振して,外側の膜の加速度と内部流体の圧力を計測し,振動特性を明らかにする.得られたデータはシミュレーション結果と比較し数値モデルの有効性を確認する.また,人体の振動特性を再現可能な等身大アクアダミーの設計指針を示し,実際に試作して,加振器によって実験データの取得を行う.
周波数掃引型ESRによるスピンギャップ系におけるエレクトロマグノン励起の検証

本研究は、周波数掃引によるESR測定手法を確立し、スピンギャップ系物質として知られるKCuCl3において期待されるエレクトロマグノンの励起の有無を、本手法とその特有のESR選択則により検証するものである。周波数掃引型のESR装置の開発が本研究のキーとなる。光源としては準連続的に周波数変化が可能な後進行波管(BWO)を用いた。BWOは周波数によって出力強度が大きく変化するため、試料のない状態での参照スペクトルを得ることが必要になる。そこで試料の有無での透過電磁波強度の比からスペクトルを得ることが出来る、回転試料ステージを有するESRプローブを作製した。これにより、直接遷移のESR強度が比較的強いダイマー系物質SrCu2(BO3)2を用いて評価、改良を進め、ある程度のS/N比で周波数掃引によるESRスペクトルを得ることが出来るようになった。しかしKCuCl3の測定に対しては感度は十分ではないことが分かった。そこでメンブレンを用いたESR測定を試みた。同手法は、ESRの遷移に伴う微小な磁化の変化をメンブレンによって精度良く検出する高感度なESR測定手法である。この方法では、共鳴は電磁波強度をON、OFF変調し、その変調周波数を参照信号にロックイン検出する。光源としては同じくBWOを用いるが、共鳴の無い場合は基本的には入射電磁波の強度にかかわらず信号は観測されないため、試料のない状態での参照スペクトルを必要とせず、精度良くかつ効率的に周波数掃引によるESR測定が可能になる。本手法をKCuCl3に適用し、種々条件を検討して、平行モードを観測することに成功した。観測されたスペクトルは、磁場依存性が小さいというエレクトロマグノン励起に特徴的な選択則を有しており、これにより、周波数掃引型ESR測定手法の確立と共に、エレクトロマグノン励起の存在を強く支持する結果を得ることが出来た。本研究は、S =1/2の反強磁性ダイマーを基本構造とするスピンギャップ系において、近年その存在が示唆されるエレクトロマグノン励起を、周波数掃引型ESRにより検証することを目的とする。ESRではしばしば、これらの系で、禁制遷移である基底一重項(S = 0)から励起三重項(S = 1)への直接遷移が観測されていた。最近その起源の一つとして、通常のESRの励起である磁気双極子遷移ではなく、系に内包する電気分極と入射電磁波の電場成分との結合によるエレクトロマグノン励起である可能性が示唆されている。周波数掃引型のESRでは一般に行われる磁場掃引型のESRでは観測できないS = 0からS = 1のSz = 0への励起モード(平行モード)が観測可能であるが、このモードに対しエレクトロマグノン励起は特有の選択則を有する。このことを利用して系のエレクトロマグノン励起の存在の検証を行う。初年度は装置開発に注力した。周波数可変の光源としては後進行波管(BWO)を用いる。BWOは出力が周波数に強く依存するため、試料の有無での透過強度の比を観測する必要がある。まずテスト測定として、従来用いてきたESR装置により、試料の有無での透過強度の比を調べた。その結果、有意に共鳴の存在が確認され、周波数掃引でのESR測定が可能であることが分かった。そこで試料の有無を光軸等をずらすことなく、かつ簡便に変更可能な回転試料ステージを有するインサーションを作製することとした。そしてこの新しいインサーションにより十分な感度で周波数掃引によるESRスペクトルを得ることが出来るようになった。初年度は当初の予定通り、周波数掃引型ESRのためのインサーション開発に注力した。周波数掃引によるESRスペクトルは、試料の有無での透過強度の比より求めるため、テスト測定ではインサーション全体をクライオスタットから引き抜いて試料交換を行っており、光軸がずれてS/N比に大きく影響していた。そこでクライオスタット外部より回転可能な試料ステージを作製し、参照側、試料側での透過強度を光軸を変えることなく測定できるようにした。これにより大幅にS/N比が改善した。透過強度は光変調方式によりロックイン検出し、磁場は最大磁場10 Tまでの超伝導磁石により印加する。光源には所有するBWOを用いた。0.11 THzの周波数範囲が複数の発振管によりカバーされている。作製されたインサーションを用いSrCu2(BO3)2という試料について測定を行った。本試料は本研究で対象とするS =1/2の反強磁性ダイマーを基本構造とするスピンギャップ系物質の一つであるが、既に他の測定によりS = 0からS = 1への直接遷移に起因するESRが観測可能であることが確認されており、更に平行モードの存在が示唆されている。即ち、本インサーションのチェックに好都合である。測定を行った結果、存在が示唆される周波数において平行モードを観測することが出来た。またその磁場依存性についても確認することが出来た。本研究は、スピンギャップ系物質KCuCl3などにおいてその存在が期待されているエレクトロマグノン励起を検証することを目的とする。手法としては周波数掃引型ESRを用いる。KCuCl3は、基底状態に一重項(S = 0)、第一励起状態に三重項(S = 1)を有し、ESRでは本来禁制遷移であるS = 0からS =1への直接遷移が観測されている。

その起源として従来、Dzyaloshinsky-Moriya(DM)相互作用が考えられてきたが、近年、スピンカレント機構に基づく電気分極と入射電磁波の電場成分との結合によるエレクトロマグノン励起による可能性が指摘されている。周波数掃引型のESRでは、一般に行われる磁場掃引型のESRでは観測できないS = 0からS = 1のSz = 0への励起モード(平行モード)が観測可能であるが、このモードに対しエレクトロマグノン励起は特有の遷移確率を有する。このことを利用して系のエレクトロマグノン励起の存在の検証を行う。周波数可変の光源としては後進行波管(BWO)を用いるが、BWOは出力が周波数に依存するため、昨年度は、試料の有無での透過光強度比が得られる様に、回転する試料ステージを備えたインサーションを作製した。ある程度の感度で周波数掃引によるESRスペクトルを得ることが出来るようになった。今年度はこれを用いKCuCl3の平行モードの観測を試みたが、目的の信号の観測には感度が不足していることが分かってきた。そこで新たにメンブレンを用いた微少な磁化変化を検出するESR装置により、周波数掃引のESR測定を試みた。その結果、KCuCl3の平行モード観測の可能性を見出すことが出来た。昨年度、試料回転ステージを備えた周波数掃引型ESR装置を作製した。透過光強度は光変調方式によりロックイン検出し、磁場は最大磁場10 Tまでの超伝導磁石により印加する。光源はBWOを用いた。0.11 THzの周波数範囲が複数の発振管によりカバーされている。テスト測定にはSrCu2(BO3)2を用いた。本試料もS =1/2の反強磁性ダイマーを基本構造とするスピンギャップ系物質の一つであるが、既に他の測定により平行モードが観測されている。テストの結果、比較的良好な感度で同物質の平行モードを観測することが出来た。この結果を受け今年度は、実際にKCuCl3について測定を行った。しかし十分なS/N比で目的とする平行モードの観測を行うことは出来なかった。原因としては、試料ステージの回転により電磁波の反射や損失等にも違いが生じ、試料の有無だけが異なるという環境が出来ていない、ということが考えられる。この点について今後さらに原因を究明していく。一方で、メンブレンを用いた、試料の微少な磁化変化を検出するESR技術による周波数掃引型ESR測定も始めた。本ESR技術は、共鳴に伴って反転したスピンの緩和により放出されるエネルギーが、試料の温度上昇を通じて磁化を変化させることを利用するものである。メンブレンには、適当な磁場勾配中に置かれた試料の磁化変化により力が働き、その結果生ずるメンブレンの変位を測定することで共鳴が観測される。この測定の利点は、共鳴時にのみメンブレンが反応するため、光源の強度が周波数に多少依存しても、共鳴の有無の判別がより容易に行えるという点である。同手法を用いた周波数掃引型ESRで、KCuCl3の平行モードを観測することに成功した。本研究は、周波数掃引によるESR測定手法を確立し、スピンギャップ系物質として知られるKCuCl3において期待されるエレクトロマグノンの励起の有無を、本手法とその特有のESR選択則により検証するものである。周波数掃引型のESR装置の開発が本研究のキーとなる。光源としては準連続的に周波数変化が可能な後進
新世代FPGAを利用した教材開発

本研究の目的は、物理学実験の教育、研究で用いるField Programmable Gate Array (FPGA)を用いた装置開発者を育成するための教材、カリキュラムのアップデート開発である。Xilinx社のFPGAは-7世代でADコンバーターの内蔵や、CPU(ARMコア)とのSystem on a chip (SoC)が投入されるなど、大きくアーキテクチャーが変わった。また、開発環境もISEからVivadoに世代交代することでハードウェア記述言語(HDL)のみならず、C/C++言語による高位合成など、回路設計手法の選択肢が増えた。従来のFPGA講習会のカリキュラムは、記憶形成、学習定着プロセスを考慮したアクティブラーニングの手法を取り入れながら、実践を通してブラッシュアップしてきた。これに対して、本研究では、Vivadoを使ってVerilogHDLとC言語により、従来のカリキュラムを新しいFPGAボード、Nexys-4 (Artix-7)でトレースしたり、希望した学生に内蔵CPUコアと外部インターフェースを使った回路を指導したりすることで技術を導入し、評価した。これらの結果、以下の成果が得られた。1)講習会カリキュラムは、上手く機能している学習プロセスを崩さない範囲で、以下の様にアップデートした。a) IPを使ったADコンバーターを取り入れた。これにより、物理実験で必要なAD、DA、TD、DT変換が揃い、より実践的になった。b) C言語的な10進数表現を取り入れ、DSPを使うことで、学習者に分かり易くするとともに、並列計算機としての使用例を含めた。2)組込CPUとこれを利用した外部インターフェースについては、a)ソフトコアの組込CPUについては、学ぶ労力に比して回路のパフォーマンスが上がらないので、SoCのハードコア組込CPUの方が教育、研究に有利である。b) SoCを利用するには、従来は、CPUとFPGA、両方の設計が必要だったが、最新の開発環境SDSoCを利用することで、C言語だけで統合的に開発できることが分かった。ことにより、科研費のテーマを超えるが、SDSoCとSoCを使用する教材の開発を開始した。
気相のダイナミクスを考慮した地盤の浸透破壊のメカニズム解明と対策

1.降雨と越流を考慮した堤体模型実験による現象の観察,および堤防の強化方法の提案本年度は降雨を考慮可能な30分の1スケールの堤体模型実験を行った。実験装置を工夫して独自に作成することで,従来は見逃されていた豪雨の浸潤による堤体内での圧縮気泡の発生と堤体の決壊の様子を捉えることに成功した.また,その対策として水を通さず空気のみを通すシートを堤体に用いるというアイディアによって,集中豪雨時にも粘り強い堤防の強化方法を提案するに至った.ここでは,実堤防で従来から行われているアスファルトフェイシング(表面被覆)を模擬した水も空気も通さないシートと,提案するシートの効果を比較し,浸潤の様子などから提案するシートの方が降雨や越流に対する強度が高くなることを示した.2.SPH法を用いた固体・液体・気体の三相系連成解析数値解析では,昨年度まで開発・改良に取り組んできたSPH法による独創的な固体・液体・気体の三相系解析手法によって,従来までは不可能であった,圧縮空気塊による浸潤線の湾曲や遅延,破壊という複雑な三相流動を定量的に再現することに成功した.その際は新たに(実堤体ではとりわけ重要な)高圧力下でも安定した計算が行える方程式を導入するとともに,不飽和堤体で見られる毛管現象(サクション)の再現を可能とした.1.模型実験とメカニズム解明への実験的検討浸潤過程および浸透,破壊過程をセンサーと画像解析で詳細に観察,計測した.浸透とそれに伴う変形現象を撮影し,PIVによる画像解析によって,地盤内の局所的変位を可視化し気泡の発生・発達・移動が生じる場合の地盤変形パターンを明らかにした.DO(水中溶存酸素量)メータで気泡の発生・発達状況を測定し水圧変化と平均的な気泡分布特性を把握した.浸透流を受ける地盤の安定性に及ぼす気泡の影響について強度と時間効果の両面で検討し,気泡が生まれてから放出されるまでのいわゆる「気泡の一生」を明らかにした.また,その際の地盤の変形メカニズムを明らかにし,その予測が可能であることを明らかにした.2.数値解析手法開発とメカニズム解明への解析的検討SPH法を用いて三相連成で気泡の発達を再現可能な解析手法の改良を行った.密度計算式および運動方程式を微分型に変更することで安定性と精度が向上できることが分かった.また,気泡の発生モデルを構築するためのエンタルピーモデルについて調査を行った.1.降雨と越流を考慮した堤体模型実験による現象の観察,および堤防の強化方法の提案本年度は降雨を考慮可能な30分の1スケールの堤体模型実験を行った。実験装置を工夫して独自に作成することで,従来は見逃されていた豪雨の浸潤による堤体内での圧縮気泡の発生と堤体の決壊の様子を捉えることに成功した.また,その対策として水を通さず空気のみを通すシートを堤体に用いるというアイディアによって,集中豪雨時にも粘り強い堤防の強化方法を提案するに至った.ここでは,実堤防で従来から行われているアスファルトフェイシング(表面被覆)を模擬した水も空気も通さないシートと,提案するシートの効果を比較し,浸潤の様子などから提案するシートの方が降雨や越流に対する強度が高くなることを示した.2.SPH法を用いた固体・液体・気体の三相系連成解析数値解析では,昨年度まで開発・改良に取り組んできたSPH法による独創的な固体・液体・気体の三相系解析手法によって,従来までは不可能であった,圧縮空気塊による浸潤線の湾曲や遅延,破壊という複雑な三相流動を定量的に再現することに成功した.その際は新たに(実堤体ではとりわけ重要な)高圧力下でも安定した計算が行える方程式を導入するとともに,不飽和堤体で見られる毛管現象(サクション)の再現を可能とした.
妊婦末梢血に浮遊するmRNAの同定とそれを用いた絨毛機能評価法の開発

妊娠6週から40週の正常妊婦末梢血をEDTA加に採血し、3000rpmにて2回遠沈後の血漿成分を-20°Cで凍結保存した。血漿1.6mlにTrizol-Lsを加え、よく混和した後、水層を分取し、それに70%エタノールを等量加えてQIAamp MiniElute Columnに吸着させた後、20μl中にRNAを溶出した。mRNAは逆転写後、TaqMan PCRで各遺伝子発現量を定量化した。血漿中βhCG,hPLの蛋白濃度はRIA固相法、ラテックス凝集免疫法で測定した。その結果、母体血漿中βhCG遺伝子発現量は妊娠6-15週の全例で定量できた。妊娠22週以降、βhCG遺伝子発現は15/53(28.3%)で検出感度以下であり、検出できた症例もその濃度は低かった。母体血漿中βhCG遺伝子発現量はβhCG蛋白濃度と正の相関(r=0.840,p<0.001)を示した。また、その濃度はβhCG蛋白濃度と同様、妊娠10週頃ピークを示し、妊娠22週以降は低値であった。また、母体血漿中hPL遺伝子発現量も全例で定量することができ、遺伝子発現量と蛋白濃度は正の相関(r=0.739,p<0.001)を示した。さらに、hPL遺伝子は分娩翌日には検出できなかった。胎盤由来と考えられるmRNAとしてHLA-G遺伝子に着目していたが、至適なプライマー・プローブの作成ができなかったために、βhCG・hPLを標的とした。胎盤で選択的に遺伝子発現しているβhCG、hPLを標的とし、母体血漿中で胎盤のmRNAの発現量が評価できることを確認した。母体血漿中βhCG、hPL遺伝子発現量が母体血漿中蛋白濃度と相関を示したことは、(1)母体血漿中のmRNAが比較的安定した状態で血漿中を循環していること、(2)母体血漿中の様々な他のmRNAを定量することで胎盤の生化学的変化を直接評価可能なことを示唆している。以上のことから、妊娠中毒症などの胎盤が病態形成に主要な役割を果たしている疾患の無侵襲な病態評価法として、母体血漿中mRNAの定量が有用であると考えられた。母体血漿中胎児DNA濃度が母児境界の絨毛細胞の病態変化に伴って変化すると考え、絨毛の異常によって起こると考えられる妊娠中毒症、癒着胎盤の妊婦血漿中で、胎児DNA濃度を測定した。その結果、胎児DNA濃度はこれらの症例で有意に高値を示すことが分かり、母体血中胎児DNAが絨毛細胞の傷害の程度を評価する指標になると考えられた。さらに、妊娠悪阻の症例においても胎児DNA濃度は上昇していたことから、妊娠悪阻の病態に、母体の免疫寛容の成立過程での絨毛細胞傷害が関与している可能性があると考えられた。これらの所見から母体血漿中胎児DNAは母児境界の最前列に位置する絨毛細胞の病態を反映していることになる。しかし、このDNAは絨毛細胞が傷害され、アポトーシスなどによって壊された結果、母体循環中にでてきたものであり、その時点で起こっている変化の結果と考えられる。そこで、母体血漿中に胎盤に由来するmRNAが浮遊していてそれを検出できれば絨毛の病態変化をより鋭敏に検出できる可能性が高いと考え、以下の点について研究を行った。1.母体血漿中から浮遊のmRNAを分離し、安定した血漿中mRNAの定量的解析法を確立する。2.胎盤で選択的に発現していると考えられるHLA-Gの遺伝子発現を定量化する。3.正常妊婦と胎盤機能異常と関連する妊娠中毒症でHLA-G mRNA発現の差について検討を行う。4.妊娠中期血漿を用いた中毒症発症予知の可能性についての検討を行う。今年度は1の方法は確立した。しかし、2のHLA-Gの遺伝子発現はその発現量が少なく、検出には不向きであると考えられた。4の検討では、PAI-1、Inhibin Aの発現が中毒症で高いことは確認したが、有意差を確認するには至っていない。母体血漿中胎児DNAは母児境界の最前列に位置し、絨毛細胞が傷害される妊娠中毒症ではその病態を反映して濃度が上昇することを示した。しかしながら、このDNAは絨毛細胞が傷害され、アポトーシスなどによって壊された結果、母体循環中にでてきたものであり、その時点で起こっている変化の結果と考えられる。母体血漿中に胎盤に由来するmRNAが浮遊していてそれを検出できれば絨毛の病態変化をより鋭敏に検出できる可能性が高いと考え、胎盤特異的な遺伝子であるbeta-hCG,hPLを標的に母体血漿中でのmRNAの定量化を試みた。定量化が可能かどうかは、血漿中の蛋白濃度を測定し、それとの相関で評価した。その結果、母体血漿中のbeta-hCG遺伝子発現量と蛋白濃度は強く相関していた。また、hPLも同等であった。このことから、(1)母体血漿中のmRNAが比較的安定した状態で血漿中を循環していること、(2)母体血漿中mRNAを定量することで胎盤の病態変化を直接評価することが可能なことが分かり、母体血漿中mRNA定量が胎盤機能・病態評価に応用可能な新しい方法になると考えられた。

妊娠6週から40週の正常妊婦末梢血をEDTA加に採血し、3000rpmにて2回遠沈後の血漿成分を-20°Cで凍結保存した。血漿1.6mlにTrizol-Lsを加え、よく混和した後、水層を分取し、それに70%エタノールを等量加えてQIAamp MiniElute Columnに吸着させた後、20μl中にRNAを溶出した。mRNAは逆転写後、TaqMan PCRで各遺伝子発現量を定量化した。血漿中βhCG,hPLの蛋白濃度はRIA固相法、ラテックス凝集免疫法で測定した。その結果、母体血漿中βhCG遺伝子発現量は妊娠6-15週の全例で定量できた。妊娠22週以降、βhCG遺伝子発現は15/53(28.3%)で検出感度以下であり、検出できた症例もその濃度は低かった。母体血漿中βhCG遺伝子発現量はβhCG蛋白濃度と正の相関(r=0.840,p<0.001)を示した。また、その濃度はβhCG蛋白濃度と同様、妊娠10週頃ピークを示し、妊娠22週以降は低値であった。また、母体血漿中hPL遺伝子発現量も全例で定量することができ、遺伝子発現量と蛋白濃度は正の相関(r=0.739,p<0.001)を示した。さらに、hPL遺伝子は分娩翌日には検出できなかった。胎盤由来と考えられるmRNAとしてHLA-G遺伝子に着目していたが、至適なプライマー・プローブの作成ができなかったために、βhCG・hPLを標的とした。胎盤で選択的に遺伝子発現しているβhCG、hPLを標的とし、母体血漿中で胎盤のmRNAの発現量が評価できることを確認した。母体血漿中βhCG、hPL遺伝子発現量が母体血漿中蛋白濃度と相関を示したことは、(1)母体血漿中のmRNAが比較的安定した状態で血漿中を循環していること、(2)母体血漿中の様々な他のmRNAを定量することで胎盤の生化学的変化を直接評価可能なことを示唆している。以上のことから、妊娠中毒症などの胎盤が病態形成に主要な役割を果たしている疾患の無侵襲な病態評価法として、母体血漿中mRNAの定量が有用であると考えられた。
高安全、高効率な共通鍵暗号要素技術に関する研究

本研究では主に以下の成果を得た。・nビットのTweakableブロック暗号から2nビット以外のTweakableブロック暗号を構成する方法を提案した.・GCMの従来の安全性証明には誤りがあることを突き止めた.さらに,その証明の誤りを修正することに成功し,GCMが証明可能安全性を有することを明らかにした.本研究では主に以下の成果を得た。・nビットのTweakableブロック暗号から2nビット以外のTweakableブロック暗号を構成する方法を提案した.・GCMの従来の安全性証明には誤りがあることを突き止めた.さらに,その証明の誤りを修正することに成功し,GCMが証明可能安全性を有することを明らかにした.ブロック暗号利用モードに関して,共通鍵暗号の秘密鍵など,それ自体が乱数性を有しているデータを暗号化,認証するための技術として,authenticated key wrap方式が知られている.SAC 2009において,GennaroとHaleviはauthenticated key wrap方式として,ハッシュ関数とECBモードを組み合わせたHtECB方式,及びCBCモードと組み合わせたHtCBC方式の安全性を解析した.ハッシュ関数としてuniversalハッシュ関数を用いた場合,HtECB方式が一般には安全ではないことが示され,HtCBC方式の安全性は未解決問題であった.これに対し本研究では,ハッシュ関数に関する新たな条件を提案し,提案する条件を満たすuniversalハッシュ関数を用いたHtECB方式とHtCBC方式が安全なauthenticated key wrap方式であることを数学的に証明した.次に,authenticated key wrap方式において暗号文長を削減できれば,記憶領域や通信コストと安全性のトレードオフが可能となるが,HtECB方式では暗号文長を削減すると復号を行うことができない.本研究では,HtECB方式の復号方法を修正することにより,暗号文長を削減可能な方式を設計した.また,上記のuniversalハッシュ関数を用いた場合,提案方式が安全なauthenticated key wrap方式であることを証明した.ブロック暗号の設計に関して,FSE 2010において洲崎・峯松はType 2一般化Feistel構造に対し,データの拡散性について最適な置換を用いることによって,さまざまな攻撃に対する安全性が向上することを示した.本研究では,データライン数が8以下のType 1, Source-Heavy, Target-Heavy一般化Feistel構造に対し,データの拡散性について最適な置換を計算機により導出した.そして,導出した置換を用いた構造の不可能差分攻撃,飽和攻撃,差分攻撃,線形攻撃に対する安全性を解析した.ブロック暗号利用モードに関して,HtCBC方式(Hash-then-CBC方式)と呼ばれるauthenticated key wrap方式について,この方式が従来知られているよりも強い安全性である確定的認証暗号としての安全性を有することを数学的に証明した.また,ANSIC12.22-2008で標準化されているEAX-primeの解析を行い,Dagstuhlセミナーにて発表し,IAcR ePrintで結果を公開するとともにNISTへパブリックコメントを提出した.ブロック暗号の解析に関して,CRYPTREC応募暗号であるHyRALの等価鍵に関する解析を行った.その結果,鍵長が249ビットの場合に等価鍵が2^33.4ペア存在することを示した.さらに,計算量2^50.8で等価鍵の例を導出するアルゴリズムを設計した.また,提案アルゴリズムをスーパーコンピュータを用いて実行した際にかかるコストの見積もりを示した.Tweakableブロック暗号の設計に関して,峯松によるFSE 2009の構成法を拡張し,nビットのTweakableブロック暗号から2nビット以外のTweakableブロック暗号を構成する方法を提案した.さらに,提案構成法がbirthday boundを超える安全性を有することを数学的に証明した.ブロック暗号の設計に関して,データライン数が偶数の場合のType 1一般化Feistel構造に対し,データの拡散性について最適な置換の一般的な構成法を示した.また,Type 3一般化Feistel構造に対し,各出力データラインがすべての入力データラインに依存するための,置換部分に関する必要十分条件を示した.利用モードの安全性解析に関して,GCM (Galois Counter Mode)の詳細な安全性解析を行った.GCMの安全性は提案者らによって数学的に証明されているものの,その議論には誤りがあることを突き止めた.カウンタ衝突と呼ばれる事象が起こるとGCMの安全性は崩れる.したがってGCMの安全性を証明する際には,この事象の生起確率が十分に小さいことを示す必要がある.しかし,提案者らが主張するよりも実際には高い確率でカウンタ衝突が起こることを,反例を挙げることにより示した.さらに,その数学的な証明の誤りを修正することに成功し,GCMが証明可能安全性を有することを明らかにした.次に,利用モードの開発に関して,AES-NIが使用できる環境に適した確定的認証暗号化方式のプロトタイプを設計した.ブロック暗号を基本要素として用い,認証部分を含めて並列計算が可能である.AES-NIが利用できる環境ではGCMよりも高速に動作する.また,EAX-primeの安全性解析を行った.EAX-primeに対しては効率的な偽造攻撃,識別攻撃,平文回復攻撃が可能である.しかし,入力の一部であるcleartextと呼ばれるデータのビット長が使用するブロック暗号のブロック長よりも常に長い場合,EAX-primeが証明可能安全性を有することを示した.さらに,EAX-primeを安全に使用するための方式を3通り開発した.ブロック暗号の設計に関して,Type 1一般化Feistel構造とType2一般化Feistel構造を特殊な場合として包含するType1.x一般化Feistel構造を提案し,その構造に適した置換部分の構成に関する検討を行った.(Tweakable)

プロック暗号の設計について様々な角度からの解析を進めており,おおむね順調に進展している.また利用モードに関して,authenticated key wrap方式の設計方法に関する解析をはじめとして,おおむね順調に進展している.24年度が最終年度であるため、記入しない。ブロック暗号に関して,様々な設計方式の解析を進めるとともに,CRYPTREC応募暗号であるHyRALの解析を進める.また利用モードについて,認証暗号化モードの解析をより一層進める予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
石垣島の相互行為の言語人類学的分析:言語・ジェスチャー・環境の接点を探る

石垣島(沖縄県石垣市)でのフィールドワークで収集したビデオおよび音声データをもとに、石垣市出身の話し手が自然会話とジェスチャーにおいて、どのように空間を表しているのかを考察した。フィールドワーク調査は、石垣島の様々な社会また空間環境で行った。その結果、石垣島出身の話し手の多くが東西南北の方位を用いた表現方法を高い頻度で使うことが分かった。具体的には、自然会話の言語使用においては東西南北を基準にした表現を使い、またジェスチャーの使用でも東西南北や位置関係に正確なジェスチャーが現れていた。しかも、石垣島話者は2つの空間指示枠(相対・絶対指示枠)をコードスイッチすることが明らかになった。話し手が好んで選択する空間指示枠は、コンテクスト特に聞き手の出身地や理解度に応じて瞬時に変化するものであることを例証した。また、ある空間指示枠の選択は、空間の言及指示や説明にとどまらず、グループ標識や参与者のアイデンティティをも指標することも指摘した。相互行為にみられる空間指示枠の使用が、話し手と聞き手(あるいは相互行為に参加する参与者)による間主観的な言語実践であると考察された。言語・ジェスチャー・環境のかかわりを言語人類学の視点から探ることを目的とする本研究では、今年度は主に、データの書き起こしやタグ付けの作業を行った。さらに、意思が井島でのフィールド調査を行い、自然会話とジェスチャーにおいて、どのように空間を表しているのかという点について、石垣島の様々な相互行為の場面また空間環境、そして世代の異なる話者にインタビューとアンケートを行った。そして、これまでに集めた音声・ビデオデータもあわせて、書き起こしとタグをつける作業を本格的に行った。今年度は特に、石垣島出身のタクシー運転手の無線でのやりとりの分析に焦点を当てた。具体的な分析結果は以下の通りである。タクシー運転手が、約5平方キロメートルの敷地面積の市街地内を走りながら互いの位置関係を連絡しあう時には、地元で有名な目印となる地名や場所と「東西南北」の表現を頻繁に使い、自己が中心となる「左右」の表現はあまり使わなかった。市街地の外を走るときには、目印の地名と「東西南北」に加え「左右」も同じぐらいの比率で使うようになった。一方、市街地から遠く離れた場所までの行き方を説明するようたずねられたときに、たまに出てくるジェスチャーでは「東西南北」の方角に正確な使用がなされていることがわかった。このほか、世代の異なる話者に言語・ジェスチャー・環境についてアンケートとインタビューを行い、若い世代になるにつれて、「東西南北」の使用が減っていることがわかった。こうした結果は、今後、論文や学会発表でまとめていく。石垣島でのフィールドワークで、さまざまな日常の相互行為の場面をビデオ録画し、言語やジェスチャーの仕様を分析した。ここでは、石垣島での空間に関する言語表現を分析した成果を述べる。石垣島話者の多くが、大きな空間を示すときには絶対的指示枠に基づく言語表現を頻繁に使う。市街地内における空間の位置関係を示すときには、海と陸との方向を「上下」の表現で、その「上下」を横切る方向を「東西」の表現で示していた。一方、移動の際には相対的指示枠に基づく言語表現が使用される。また、島外者に対しては相対的指示枠を使っていた。生活空間、指示対象物の可動性や相手の持つ地元地理の知識が、用いる空間指示枠の選択に影響を与えている。ミクロな視野からの空間認知と言語のかかわりは、先行研究であまり議論されてこなかったが、島め日常の中で空間認知を観察してみると、ある言語で可能な言語表現やある地域での地理・気候・文化・歴史的特徴、島に暮らす人々と他県からの観光客の関係、指示対象物の可動性などがかかわっていると考察された。さらに、空間指示枠の選択は参与者構造の中から生まれ、参与者の理解度や動向によっては話し手の選択する空間指示枠が変わっていく可能性が高く、それゆえに空間を他人に伝えるという行為がそもそも間主観的であることも明らかになった。言語の指標的機能に注目して空間指示枠の選択を分析してみると、空間指示枠を使うということは単に空間を描写するという命題の表現にとどまらず、ときに地域への帰属を示すグループ標識として、またときに地域の習慣や地理に長けているかどうかといった共同体への溶け込み具合やそこでのアイデンティティ標識として機能していた。
歯学教育支援のための対話型コンピュータシステムの開発

歯学部学生教育においては、各科がそれぞれ個別に細分化された(縦割りの)講義をおこなっているのが現状である。そのため、学生は、基礎歯学系における学習事項を臨床で応用したり、各科間の連係を把握しにくい場合が多い。また、臨床実習を除いて、学習成績の確認には筆記試験を採用さぜるを得ないために、学習内容は教科書などの文字情報が主体となっている。そこで、本研究では、各学科間における学習事項のつながりを理解しやすくするとともに、三次元画像、音声、動画などの多様な情報媒体(マルチメディア)を用いて、学習者が単独でより深い興味を持ちながら進めていくことのできる対話型(インタラクテイブ)ソフトウエアプログラムを開発、学生および卒後研修医の教育に応用した。開発環境には、初心者が比較的操作しやすいApple社製Macintoshコンピュータを用いた。プログラム母体には市販のオーサリングソフトウエアを用いた。全て対話型のレスポンスで進行し、学習者の意志に任せた内容(骨,筋,TMJ,成長,矯正学)の表示を可能にするために並列化したアルゴリズムを設定した。情報媒体は、実際の培検写真,3DCT画像,顎運動アニメーション,歯牙移動の三次元シミュレーションなど既存の教材にはないVisualなものとした。本システムにより学習意欲の顕著な増化が認められたとともに、学生教育の省力化ならびに効率化が計られた。将来的には、治療のシミュレーション表示や治療技術の判定、自動診断システムの構築に進化させ得るものと考えられる。
in vitroモデルをもちいたGnRHサージジェネレーター神経回路の解析

1.まずin vitroサージジェネレーターモデルにおけるGnRHニューロン、バソプレッシンニューロンの形態学的解析を行った。その結果、GnRHサージジェネレーターの存在する視索前野領域と生物時計の存在部位である視交叉上核の共培養4週間においても、視雫前野の切片内に多数のGnRHニューロン細胞体を認め、その線維はネットワークを形成していた。一方、各種バソブレッシン抗体を用いたが、満足のいける染色性は得られなかった。また、単一GnRHニユーロンの活動を解析するために、Ds-RedでGnRHニューロンの標識を試みラットGnRH遺伝子のプロモーターをDs-Red発現ベクターに組み込んだが、GT1-7細胞株にトランスフェクションしても発現効率は極めて悪かった。2.in vitroの視索前野+視交叉上核の共培養系を用いて、サージジェネレーターの活動を解析するために、視交叉上核を電気刺激し、膜電位の伝搬を計測したが、視交叉上核から視索前野の切片への電気刺激の伝搬は認められなかった。3.急性切片を作成し、環流系にてGnRHの測定を行った。その結果、ビククリン投与により、GnRH分泌が顕著に刺激され、また、視交叉上核といっしょに視索前野の切片を環流すると、GnRHの分泌が認められた。以上の結果から、in vitroサージジェネレーターモデルでは、液性情報によりGnRHの分泌が起こること、環流系の実験をするには、急性切片の方が適しているごとが示唆された。急性切片系において、GABAの抑制を解除することによりGnRHの分泌が起こること、視交叉上核からの液性情報により、GnRHの分泌が起こること、が示唆された。我々は,GnRHサージジェネレーターの神経回路は,視交叉上核のバソプレッシンニューロン,視索前野のGABAニューロンおよびGnRHニューロンにより構成されていると考えている。今年度は,まず,電気活動およびカルシウムのイメージングに必要な基礎実験として,視交叉上核切片と視索前野切片の共培養系における,各ニューロンの分布を再検討した。その結果,視交叉上核切片のVIPニューロンは,視策前野の切片に線維をのばし,GnRHニューロン近傍まで到達していた。バソプレッシンニューロンの染色性が悪く,解析は困難であった。同一の抗バソプレッシン抗体を用いて室傍核や視索上核は染色できたので,視交叉上核のバソプレッシンニューロンは,他の領域のバソプレッシンニューロンとは性格が異なることが示唆された。一方,視索前野切片においては,50100個のGnRHニューロンが存在し,多数の免疫陽性の繊維が認められた。これらの繊維は網目状のネットワークを形成していた。引き続いて,マクロイメージングのための基礎実験を行った。今年度は,マクロレベルの解析を行うことを目的としたので,発情前期のラットの視索前野の急性スライスを作製し,まず,カルシウムのイメージングを行った。490nmの一波長励起により蛍光強度の変動を観察したところ,1nMのエストロジェン存在下で1μMのバソプレッシンを投与しても視索前野領域のカルシウムは変動しなかった。50mMのカリウム刺激では,蛍光強度は約5%上昇した。従って,まず,急性スライスを用いて,バソプレッシンに反応する条件を検索し,次に,共培養の切片を用いて,電気活動およびカルシウムの変動を検討することが肝要と考えられた。1.前年度より引き続いて、発情前期のラットを用いて、GnRHサージジェネレーターの存在する視索

前野領域の急性スライスのカルシウムイメージングを行った。既にビククリンを投与するとGnRHサージジェネレーターの活動が早まること、時刻情報はバソプレッシンニューロンによりサージジェネレーターに伝えられることを明らかにしているので、ビククリンを投与しつつ、1μMのバソプレッシンを投与した。その結果、サージジェネレーターの活動に特異的なカルシウムの変動は同定できなかった。しかし、サージジェネレーターが活動していない非発情期のラットでは、ビククリンの反復投与により視索前野領域のカルシウム濃度が減少する傾向を認めた。この結果は、サージジェネレーターの活動期と非活動期では、視索前野領域のGABAに対する感受性が異なる可能性を示唆している。現在、引き続いて解析を行っている。2.GnRHサージジェネレーターの存在する視索前野領域と生物時計の存在部位である視交叉上核の共培養系を用いて、環流系(電位の伝搬もしくはカルシウムイメージングを同時に行うために)にてGnRHの測定を行っている。当初、アッセイ感度に問題があったが、.現在は高感動にて安定したGnRHの測定が可能になりつつある。そこで、各種薬剤を投与しサージジェネレーターを刺激して、GnRHの分泌の変化を検討する予定である。3.In vitroの視索前野+視交叉上核の共培養系を用いて、サージジエネレーターの活動を解析するために各種バソプレッシン抗体を用いたが、やはり満足のいける染色性は得られなかった。現在、単一GnRHニューロンの活動を解析するためにDs-RedでGhRHニューロンの標識を試みている。
標識リンパ球による悪性腫瘍内浸潤Tリンパ球の解析と至適治療法選択への臨床応用

リンパ節腫脹病変をきたす主な病変としては悪性リンパ腫、固形腫瘍のリンパ節転移、炎症性病変が考えられるが、これまで固形腫瘍、炎症性病変、そして悪性リンパ腫、特に非ホジキンリンパ腫に対するイメージングの報告はほとんどない。本研究では標識リンパ球シンチグラフィの臨床検査法としての有用性を押しひろげるために、まず、リンパ節腫脹病変の鑑別診断、ステージング等に利用することを試みることを目的に検討を行った。本年度は昨年度に引き続き、各種悪性腫瘍患者からリンパ球を採取し、標識後患者に注厨し、ガンマカメラによる撮像からリンパ球動態の検討を行った。非ホジキン病35例とホジキン病4例、炎症性疾患10例、悪性固形腫瘍13例について、腫瘍中へのリンパ球浸潤を検討した。悪性リンパ腫では、従来有効とされているGaシンチグラフィを上回る有効性が示された。また、最大集積を示す時間が、ホジキン病では4時間であったが、非ホジキン病では24時間となり、両者の間に差を認めた。一方、固形腫瘍では13例中1例に陽性像が見られた。炎症性疾患では全例陽性像を示した。このことより、リンパ腫でリンパ球が集積する機序は、リンパ腫の腫瘍性変化を認識して起こる可能性は少ないと考えられた。リンパ腫の炎症性疾患としての性質が、リンパ球の集積から示唆された。本年度は各種悪性腫瘍患者からリンパ球を採取し、標識後患者に注射し、ガンマカメラによる撮像からリンパ球動態の検討を行った。方法として、患者からヘモネティクスV50成分採血器を用い、比重遠心法により末梢リンパ球に富む分画を得た。この末梢リンパ球をインジウムオキシン(Indium111 oxine)を用いて標識し、患者に経静脈再投与した。撮影は中エネルギー用コリメータを装着したPRISM 2000XP(Picker社製)、またはZLC7500(Siemens社製)を用い、静注24時間後の撮像を中心に、できる限り静注4時間後の撮像も行った。非ホジキンリンパ腫患者15例を対象に、本検査法を施行した。静注後4時間ではリンパ節が陽性に抽出される患者は少なかったが、24時間後には全例陽性に抽出され、Gaスキャン検査よりも陽性率が高く、非ホジキンリンパ腫の検査法として有効なことを確認した。
昆虫脳神経ペプチドホルモンの細胞内シグナル伝達機構の解明

カイコPBANはフェロモン腺(PG)に直接作用して性フェロモン(ボンビコール)の生合成を促す。ボンビコールの生合成は、PGによるin vitroでのフェロモン合成系ではシクロスポリンAおよびFK506により阻害されたが、セルフリーでのフェロモン合成系では阻害されなかった。これに対し、アシルCoAシクロスポリンAおよびFK506はPBANのシグナル伝達におけるアシル基の還元以前の過程を阻害し、その特異性からシグナル伝達にはホスホプロテインホスファターゼとしてカルシニューリンが関与するものと考えられた。さらに、カルシニューリンが実際にPGに存在することがウエスタンブロットにより明らかとなった。一方、PBANの細胞内シグナル伝達機構を分子レベルから解明するため、伝達因子のアフィニティーによる精製を試みたところ,昆虫からは初めてシクロフィリンがPGの細胞質画分より単離された。シクロフィリンはシクロスポリンAの細胞内結合タンパク質であるとともに、細胞内にはシクロフィリンに結合する真のリガンド(Calcium-signaling modulating ligand,CAML)が存在することがヒトのリンパ球で示されている。PBANのシグナル伝達においてもカルシウムイオンの細胞内流入は不可欠であるため、シクロフィリンの発見はPBANの細胞内シグナル伝達機構解明において極めて重要な意味を持つと考えられる。
落葉果樹類の耐寒性評価法とその適用に関する研究

本研究では、まず最初に、落葉果樹のなかでも特に耐寒性が弱いとされているカキを中心に数種果樹について、耐寒性を迅速、かつ、客観的に評価する方法として、多数の組織試料の同時測定が可能なサーモ・モジュールを検知器とした熱分析法を検討した。次いで、この方法の妥当性を確認した上で、カキについて秋季から早春にかけての順化・脱順化過程における過冷却特性を明らかにしてカキの耐寒性を論じた。得られた結果の主要な点は以下のとおりである。1)カキ冬芽を枝組織についた状態で熱分析すると、凍結時に検出される2つの発熱温度はいずれも芽の致死温度と一致しなかったが、枝組織から切り離して分析すると、検出される1つの発熱温度が芽の致死温度と一致することから、この方法が芽の耐寒性を調べる上で有効であることを明らかにした。また、枝組織の致死温度は冬芽の致死温度よりかなり低いため、カキの耐寒性は冬芽で評価すべきであることを指摘した。2)カキの冬芽から鱗片を除去して芽原基のみの熱分析をすると、発熱温度は冬芽全体の致死温度より低くなったことより、カキはリンゴ、ナシ、モモなどとは異なり、鱗片は芽の過冷却能力より低下されていることを見い出した。3)リンゴ、なと、モモなどの芽は器官外凍結によって耐寒性を獲得しているが、カキ、ブドウは芽全体の真の過冷却によって耐寒性を獲得している事を明らかにし、このような果樹種類間での耐寒性獲得のメカニズムの相違には芽の組織構造上の特徴が関係していることを示した。4)冬季の温度環境はカキ冬芽の耐寒性の維持にとって重要であり、特に自発休眠覚醒以後の恒温は耐寒性の維持を困難にすることを明らかにした。5)春季の脱順化過程におけるカキの耐寒性は、品種、種のいかんに関わらず萌芽期において最も低下し、それ以後は品種、種によって低温感受性にかなりの差異があること明らかにした。落葉果樹類のなかでも特に耐寒性が弱いとされているカキを中心に数種果樹について、熱分析法による客観的な耐寒性評価が可能かどうかを検討するとともに、いくつかの環境的・生理的要因が耐寒性の変動に及ぼす影響について明らかにし、凍霜害の予防対策を講じるための基礎資料を得ることを目的として本実験を行った。得られた成果の主要な点は次の通りである。1)サーモモジュールを用いた休眠芽の熱分析において、芽に枝組織を付けた状態で測定すると枝組織に由来する潜熱の発生を生じ、実際の芽の枯死温度とは異なった値となるため、正確な芽の障害温度を知るためには芽を枝組織から完全に切り離して測定するべきことを明らかにした。また、熱分析と芽組織内での水の移動測定及び形態的観察の結果、モモ、ナシ、リンゴなどは器官外凍結により、カキ、ブドウなどは過冷却により凍害を回避するメカニズムを発達させていると推察した。2)秋季にカキ2品種(`平核無'と`富有')の枝にジベレリンを葉面散布(100ppm)処理したところ、いずれも芽の休眠覚醒が遅延した。そこでこれらの休眠状態が異なるカキに一時的に低温あるいは高温処理したところ、休眠が深い時期に処理した場合には低温、高温とも殆ど影響しなかったが、休眠覚醒時期の高温処理は芽の耐寒性を減少させ、いっぽう、低温処理はわずかに芽の耐寒性を強めた。

また、鉢植えの個体を用いて高温及び低温処理したところ、休眠覚醒後の処理のみで耐寒性の増減効果が現れた。これらの結果より、冬季の温度環境は耐寒性の維持にとって重要であり、とくに休眠覚醒後の不時の高温は耐寒性の維持を困難にさせる可能性があると考えられた。これまでの研究において、サーモ・モジュールを用いた熱分析法が落葉果樹の冬季休眠期間における耐寒性を評価するのに有効な方法であることを明らかにした。そこで、本年度は萌芽期にしばしば霜害を受けるカキについて品種間および種間での耐霜性を熱分析法で客観的に評価できるかどうかを検討した。その際、萌芽時期の早晩・水分含量と耐霜性との関係を明らかにするとともに、秋季のジベレリン散布によって萌芽を遅延させることによる霜害回避の可能性についても検討した。得られた成果は以下のとおりである。1)供試したカキ栽培品種5種およびカキ属4種の萌芽時期には相違があったが、耐霜性は萌芽とともに弱くなり、いずれの品種・種においても萌芽直後から約20mm程度芽が伸長した段階までが最も弱い耐寒性を示した。栽培品種では`豊基高柿'、カキ属ではDiospyros rhombifoliaが強い耐霜性を有し、`富有'、D.lotus,D.virginianaが弱い耐霜性を示した。圃場での晩霜被害の調査より、カキ`平核無'は萌芽期に早いために霜害に会う危険性が高く霜に弱いとされてきたが、萌芽期以後の低温耐性はむしろ`富有'や`次郎'などよりも高いことを明らかにした。なお、萌芽後に耐霜性が向上してゆく段階で水分含量の低下がみられなかったことから、この段階における耐霜性には水分含量は関係していないのではないかと考えられた。2)ジベレリン散布により`平核無'と`富有'の萌芽時期が遅くなり、両品種ほぼ同時期に萌芽した。そのことにより同じ生長段階で比較をすると`平核無'のほうが早く低温耐性を得ていることが判明した。3)以上の結果より、カキの耐霜性を考える場合、萌芽時期とともに、品種・種固有の低温感受性とその期間の長短を考慮すべきであり、サーモ・モジュールを検知器とした熱分析法はこのような耐霜性を客観的に評価する上で有力な手法になると考えられた。
簡易迅速診断検査を用いたB型肝炎有病率の推定による予防接種プログラム評価法の開発

本研究では、成人のB型肝炎有病率が高いベトナムにおいて、母子も含めた幅広い世代を対象にしたHBs抗原保有率の推定を、簡易迅速診断キットを用いて実施する。母子感染・水平感染のリスクを詳細に評価するとともに、世代毎の疾病負担と予防接種プログラムの歴史を照らし合わせることによって、予防接種プログラムの効果的な評価を試みる。さらには、ベトナムおよび西太平洋地域におけるB型肝炎対策の改善に資するような提言へと発展させる。
森林流域における降雨-流出応答の非線形性に関する実証的研究

斜面-河畔湿地-河川の水文学的な連結様式が降雨-流出応答の非線形性に与える影響を実証的に明らかにするために,次の目的を設定した.1)斜面流出水量,河畔湿地の地下水位,及び河川水量の変化が降雨に対してどのくらいの遅れて現れるのか,また季節性はどのくらいあるのかということ(=水文特性)を明らかにする.2)斜面,河畔湿地,河川の水文特性に基づき,これら三者の水文学的連結様式を明らかにする.3)斜面,河畔湿地,河川の水文学的連結度合いによって,降雨-流出応答の非線形性を明らかにする。4)斜面での水文観測が流域での河川水形成機構の理解にとってどの程度役立つのか,その限界と可能性について検討する.各目的に沿って観測データを解析した結果は次の通りである。1)斜面流出水(主として飽和地中流)量と河畔域の地下水位に大きな変化が生じる時刻は降雨ピークよりも10時間以上遅れた。この時,河川水量の変化は基底流量の変化として現れた。降雨-流出の応答特徴に季節性は見出せなかった。2)降雨イベント後に着目すると,斜面から飽和地中流が発生している場合に限り,河川水量のレベルは高かった。またこの時,河畔湿地表流水の流量レベルも高かった。このことは,斜面,河畔湿地,河川が水文学的に連結するには,斜面での飽和地中流発生が不可欠であることを示唆している。3)今回の研究では,降雨イベントが中小規模のものに限定されるため,斜面,河畔湿地,河川の水文学的連結度合いを定量化できなかった。しかし,三者が連結している時は,連結していない時と比べ,流出率と基底流量が大きいこと,及び河川水の溶存物質濃度が斜面流出水の影響を強く受けることがわかった。4)河川水形成機構を理解する上で,斜面水文観測は空間代表性の問題を抱えているが,河川水と溶存物質の下流域への負荷量については水文過程をベースに評価することが可能となる。本研究では,斜面-河畔湿地-河川の水文学的な連結様式が降雨-流出応答の非稼形性に与える影響を実証的に明らかにするために,次のような目的を設定した.1)斜面からの流出水量,河畔湿地の地下水位,及び河川水量の変化が降雨に対してどのくらいの時間遅れを伴って出現し,どのくらい継続するのか,また季節性はどのくらいあるのかということ(=水文特性)を明らかにする.2)次に,斜面,河畔湿地,河川の水文特性に基づき,これら三者の水文学的連結様式を明らかにする.3)さらに,斜面,河畔湿地,河川の水文学的連結度合いによって,河川水のピーク流量,流出率,基底流量,逓減係数がどのくらい変化するのか(降雨-流出応答の非線形性)明らかにする.4)最後に,斜面での水文観測が流域での河川水形成機構を理解するのにどのくらい役立つのか,その限界と可能性について検討する.これらを踏まえ,平成18年度は,斜面からの流出水,河畔湿地の地下水,及び河川水の水文・水質特性を把握するために,次のような調査・観測・分析を行った.i)斜面と河畔湿地の採水点を設定した(河川に沿って上流から下流までカバーするように約10地点)ii)地下水位と土壌水分状態を観測するための機器を設置した(観測用の斜面と河畔湿地を3地点ずつ設定)iii)季節性を把握するために季節ごとに採水したiv)降雨と流出水量の観測を行ったv)水質(特に,溶存有機炭素濃度)を分析した以上斜面-河畔湿地-河川の水文学的な連結様式が降雨-流出応答の非線形性に与える影響を実証的に明らかにするために,次の目的を設定した.1)斜面流出水量,河畔湿地の地下水位,及び河川水量の変化が降雨に対してどのくらいの遅れて現れるのか,また季節性はどのくらいあるのかということ(=水文特性)を明らかにする.2)斜面,河畔湿地,河川の水文特性に基づき,これら三者の水文学的連結様式を明らかにする.3)斜面,河畔湿地,河川の水文学的連結度合いによって,降雨-流出応答の非線形性を明らかにする。

4)河川水形成機構を理解する上で,斜面水文観測は空間代表性の問題を抱えているが,河川水と溶存物質の下流域への負荷量については水文過程をベースに評価することが可能となる。