hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゴンドワナ北縁地塊群の離散・集合プロセス

平成12年度は,約3週間,雲南省西部で野外調査を実施し,多くの地質学的新知見を得るとともに,多数の化石,岩石試料を採集した。これまでに明らかになったことを要約すると,1)Baoshan地塊の下部ペルム系から,確実に氷河起源の異常礫(ダイアミクタイト)を含む寒冷な砕屑岩相を確認した。直径30cmの巨礫が砂泥互層中にドロップストーンとして含まれている。また,この異常礫を含んでいる砕屑岩はストーム堆積物を含んでおり,明らかに浅海相からなることが判明した。2)温暖だが単純な動物相からなる中部ペルム系から,新たにCimmerian陸塊各地で共通に産出する,Shanita?-Hemigordiopsis有孔虫化石群が産出することを発見した。3)Changning-Menglian縫合帯には,海山型の炭酸塩buildupsが多数分布しており,系統的な試料採集を行った。Shifodong Sectionでは,上部ペルム系に相当する可能性のある石灰岩が発見された。また,YutangzhaiやLaochang sectionでは,下部石炭系に相当する石灰岩が含まれていることが明らかになった。この地域の石灰岩体については,成因と詳細な層序の検討が早急に必要である。4)中国側協力者2名を招聘して総括会議を開催し,結果のとりまとめを行った。Baoshan地塊は,石炭紀前期には温暖な陸棚浅海に位置していたが,石炭紀後期にゴンドワナ大陸とともに寒冷化,旋回南下し,ペルム紀前期に寒冷域でリフティングによってゴンドワナから分離北上を開始し,ペルム紀中期には中緯度付近まで北上していたと考えられる。このシナリオは,化石や堆積相から強く支持されることが明らかになった。
航空写真から作成した数値標高モデルのGIS解析に基づく津波後の海浜地形変化の解明

本研究の目的は,青森県八戸市の大須賀海岸,および宮城県仙台市の蒲生海岸,井土浦海岸において,2011年東北地方太平洋沖地震津波によって大きく変化した海浜地形を対象に,既存の航空写真から作成した数値表層モデル(DSM),UAV(無人航空機)で撮影した垂直写真を用いて作成したDSMを用いてGIS(地理情報システム)を援用し,津波による侵食,その後,どのように修復したのかを定量的,かつ広域的に検討し,津波による地形変化と修復プロセスを明らかにするものである.当該年度は,青森県八戸市の大須賀海岸,および宮城県仙台市の蒲生海岸において,ドローンによる垂直写真の撮影,地上基準点のGNSS測量を実施した.得られた画像および座標データを基に,最新のSfM多視点ステレオ写真測量に関する情報を取り入れて解析,高精度のDSMによる検討を行った.当該年度,およびこれまでの研究の結果,津波で侵食された海浜地形の修復は,津波の侵食により分断された砂州はその後沿岸方向に連続し幅を広げ,その後に高度を増すという過程を示し,修復の初期においてはは平面形態において回復し,その後(数年後に),体積的にも津波前の状態に回復することが明らかになった.また,大須賀海岸では,津波時には後浜の背後に分布する砂丘を越えて津波が襲来した際,引き波により砂丘を分断するような激しい地形変化が生じてたこと,津波後,2ヶ月程度で大須賀海岸南部の海岸線が前進したこと,その後,前浜後浜において顕著な堆積がみられるとともに,侵食された砂丘の侵食が著しくなったこと,結果として津波襲来前と比較して,砂丘での侵食(津波時,およびその後の解体による)が著しく生じたこと,砂丘前面の後浜での堆積,南部での海岸線の前進がもたらされたことが指摘された.本研究は,2011年東北地方太平洋沖地震津波によって大きく変化した海浜地形を対象に,1既存の航空写真から作成した数値表層モデル(DSM),2小型の無人航空機(UAV)で撮影した垂直写真を用いて作成したDSMを用いて地理情報システム(GIS)を援用し,津波による侵食,その後,それらがどのように修復したのかを定量的,かつ広域的に検討し,津波による地形変化と修復プロセスを明らかにするものである.当該年度は,小型UAVで撮影した画像を高解像度オルソモザイク画像作成ソフトウェアにより解析する手法を確立するため,植被がなく岩石が露出する青森県千畳敷海岸において試験的な調査.分析を実施した.同時に申請者らが津波以降に調査を継続している仙台市の蒲生海岸において,小型UAVによる航空写真を撮影,分析した結果,高精度の測量結果を得ることができた.また,宮城県井土浦海岸において,津波前,津波後の既存の航空写真を用いたDSMの作成に関する調査も継続し,1津波後約2年半までには再び外洋に面して連続し,その幅もほぼ回復したこと.2津波直後に6割強まで減少した陸地(砂州)の面積は,その後2年半までに9割強になった一方で,約4分の1強となった体積は5割強までしか戻っていないこと.3調査地のすぐ南方に位置する漁港の堤防が北向きの沿岸漂砂を遮断したことが,他と比べて南部の砂州の発達(回復)が遅い要因になったと推定されること.を明らかにした.その成果については日本地形学連合秋季大会において公表した(伊藤ほか,2016).小型UAVにより撮影した写真,それを用いた解析について,高精度で誤差の少ない結果を導き出すことができている.また,津波後の地形変化の定量的な把握も可能であることが示されつつあることから,本研究はおおむね順調に進展していると判断される.本研究は,2011年東北地方太平洋沖地震津波によって大きく変化した海浜地形を対象に,1既存の航空写真から作成した数値表層モデル(DSM),2小型の無人航空機(UAV)で撮影した垂直写真を用いて作成したDSMを地理情報システム(GIS)を援用することにより,津波による侵食,その後の修復過程を定量的,かつ広域的に検討し,津波による地形変化と修復プロセスを明らかにするものである.当該年度は,これまで代表者・分担者が継続的にモニタリングを行ってきた宮城県仙台市の蒲生海岸において,ドローンによって垂直写真を撮影し,それを用いたDSMの作成を行った.今回,高スペックのPCを導入することにより,従来よりも精度の高いDSMを短時間で得ることができた.また,これまで行ってきた調査成果として,宮城県井土浦海岸を調査地域として,2 mメッシュDEM,SfMソフトウェアで作成したDSM(数値表層モデル:地表面と地物表面の高さを示すモデル),および深浅測量データを用いて陸上および海底地形の3Dモデルを作成し,津波後約4年半までの地形変化を定量的に明らかにした結果を公表した(伊藤ほか,2018).さらに,これらの手法を応用して海浜地形の形成・維持に大きな影響を与えている海食崖の経年変化に関する検討も開始している(小岩ほか,2018).

小型UAVによって撮影した垂直写真,それを用いた高精度の数値表層モデル(DSM)の作成方法について,その汎用性の高い手法を確立しており,今後,調査を継続することで本研究の目的を到達することが可能となると思われる.また,これまで行ってきた研究成果が学術雑誌に公表することができ,また,いくつかの学会での成果発表も行うことができた.以上の理由から本研究はおおむね順調に進展していると判断される.本研究の目的は,青森県八戸市の大須賀海岸,および宮城県仙台市の蒲生海岸,井土浦海岸において,2011年東北地方太平洋沖地震津波によって大きく変化した海浜地形を対象に,既存の航空写真から作成した数値表層モデル(DSM),UAV(無人航空機)で撮影した垂直写真を用いて作成したDSMを用いてGIS(地理情報システム)を援用し,津波による侵食,その後,どのように修復したのかを定量的,かつ広域的に検討し,津波による地形変化と修復プロセスを明らかにするものである.当該年度は,青森県八戸市の大須賀海岸,および宮城県仙台市の蒲生海岸において,ドローンによる垂直写真の撮影,地上基準点のGNSS測量を実施した.得られた画像および座標データを基に,最新のSfM多視点ステレオ写真測量に関する情報を取り入れて解析,高精度のDSMによる検討を行った.当該年度,およびこれまでの研究の結果,津波で侵食された海浜地形の修復は,津波の侵食により分断された砂州はその後沿岸方向に連続し幅を広げ,その後に高度を増すという過程を示し,修復の初期においてはは平面形態において回復し,その後(数年後に),体積的にも津波前の状態に回復することが明らかになった.また,大須賀海岸では,津波時には後浜の背後に分布する砂丘を越えて津波が襲来した際,引き波により砂丘を分断するような激しい地形変化が生じてたこと,津波後,2ヶ月程度で大須賀海岸南部の海岸線が前進したこと,その後,前浜後浜において顕著な堆積がみられるとともに,侵食された砂丘の侵食が著しくなったこと,結果として津波襲来前と比較して,砂丘での侵食(津波時,およびその後の解体による)が著しく生じたこと,砂丘前面の後浜での堆積,南部での海岸線の前進がもたらされたことが指摘された.今後,蒲生海岸における小型UAVを使用した撮影,および解析による調査を継続するとともに,宮城県東松島市野蒜海岸,青森県八戸市大須賀海岸等,申請者らが津波直後からモニタリングを行ってきた海岸で新たに,本手法を用いて研究を進める予定である.また,これらの成果を学術雑誌への投稿を進める.今後,これまで確立した手法に基づき,複数の調査地域において,数値表層モデル(DSM)の作成を行う.また,津波直後,および津波前において既存の数値標高モデル(DEM)が整備されていない地域においては,大縮尺の空中写真を用いたDSMの作成を行い,津波前現在にかけての地形変化傾向について定量的に検討する予定である.当該年度は,調査を旅費の使用額が少ない地域で実施したこと,謝金の使用が少なかったことが理由である.論文公表において,研究成果の効果的な表示のためカラー印刷を実施した.その印刷代をこの繰り越し金額で支払いを行う予定である.2年目は,これまで確立した手法を広い範囲で応用する予定であり,旅費,および調査で得られた資料分析のための謝金に利用する予定である.
音声・言語現象の個人性モデルに基づく対話音声理解システムの開発

本年度は、対話音声において音響韻律的な現象に注目した対話音声処理に関する研究を行い、下記の研究成果を得た。1.対話音声の個人性の扱い前年度に引き続いて、発話様式の変動や個人性の違いによる対話音声認識性能の低下の問題に対して、繰り返しの訂正発話の検出法に焦点を当てた。本年度は新たに、音響・韻律的特徴の併用やモデル化に注目して、訂正発話の同定精度の改善を検討した。一つのアプローチとして、従来は2発話間の音響的特徴の類似性のみに注目していた繰り返し発話検出において、対数化基本周波数とその時間変化特徴を併用したパターンマッチングに基づくスポッティング法の適用を試み、従来法と比較して検出性能を4%ほど改善した。結果として80%程度の検出性能が得られた。2.発話様式と個人性の違いの定量化音声・言語現象のモデル化において、一般的な音響的な特徴表現での音声の個人性及び発話様式の違いの影響を明らかにするため、複数回の訂正入力を想定して発話様式の異なる発話を複数名の被験者で収録した。キーワード入力タスクを設定して、普通に発話してもらう場合と、訂正のために誇張して発話する場合とで複数の発話様式で発声してもらい、同一キーワードの発話様式の違いや個人差の影響の大きさと音響特徴空間での統計的な距離尺度との関係を分析した。分析において、母音間のBhattacharyya距離に基づく音韻構造間の距離との関係を分析した結果、個人間の差異や発話様式間での差異および、標準音響モデルと各個人・各発話様式との差異において、音韻構造間の距離に基づいて定量化された指標が発話様式や認識精度の違いに対してより相関が高い指標となることが示された。音声言語において個人性が関わってくる範囲は極めて広いが、現実的な対話システム開発においてこれまで特にその扱いが不十分で重要度が高いのは対話における個人性である。個人性は対話相手にも影響を受けると考えられるため、実用を想定して機械相手の対話を本研究では扱った。地名入力タスクを想定したスロットフィリング型の実対話システムにより、被験者10名で収録した対話音声を分析した。特に機械がユーザ発話を誤認識して応答した場合に、その後の対話音声からその事実を検知し対話を円滑に進めることを目的とし、訂正発話の音響・韻律的な特徴の分析を行った。その結果として、特に一発話単位の基本周波数およびパワーの変化の統計量に有意な変化がみられることが分かった。訂正発話の検出法として、複数の音響・韻律特徴を用いた決定木による識別木を構築し評価実験を行ったところ、個人毎に構築した場合に高い検出性能が得られる話者が存在し、従来のDPマッチング法による性能にはやや及ばないが、音響・韻律特徴を用いる効果が高いことが示された。対話音声の認識において言語モデルを考えるとき、発話単位=文とする定義は必ずしも明確ではない。また、対話相手(機械)と相互に素早く発話が繰り返される状況はこれまでほとんど考慮されていない。本研究では、まず対話音声認識の枠組みとして、従来の文より短い単位で言語知識を柔軟に制御する状況を想定し、XMLのマークアップ記述に基づく文法の記述を設計し実装した。既存の音声認識エンジンにおける汎用性を考え、XSLT(eXtensible Stylesheet Language Transformation)による記述変換の処理系を実装した。また、連続する断片的なユーザ発話に対する逐次的なシステム応答を可能とするため、ポーズ単位での認識出力の制御を行えるように音声認識エンジンSPOJUSの改良を実現した。今年度は以下の内容に関して研究を行った。・話し言葉における定型的な表現の検証による音声認識アルゴリズムの開発と評価・対話音声における繰り返しの訂正発話、フィラー等の音響・韻律的特徴分析および応用前者は、話し言葉の音声認識では話者特有の言語表現が従来の音声認識システムにおいて性能劣化に大きく影響することから、その改善法として検討した。その実現方法として、音声認識の誤りが起こり易い言語表現で出現頻度が一定以上の形態素列を定型的表現として抽出した後、大語彙音声認識アルゴリズムの1-best近似探索法を応用したスポッティング法により検証する方法を提案した。語彙サイズが約1万4千単語の話し言葉の大語彙連続音声認識タスクの評価実験において、まずポーズ区切りの末尾部分の定型的表現部分のみを対象とした。結果として、従来の単語bigramのみでの音声認識性能に対して顕著に性能が改善された。また単語trigramを用いた場合に性能が低下していた話者に対しても効果がみられた。また後者については、前年度に引き続いて、訂正発話の音響・韻律的特徴をそれぞれDPマッチング法及び決定木を用いて表現して検証する方法に関して、個人性を考慮した分析及び韻律特徴パターンの統計的なモデル化を行った。また、フィラーについて100話者以上の話し言葉から該当部分を抽出し、フィラー前後との文脈を考慮した分析およザ統計的モデル化を行った。これらにより、前年度までの検証法との比較評価を行い、これまでの性能を更に改善することを今後検討する。

一つのアプローチとして、従来は2発話間の音響的特徴の類似性のみに注目していた繰り返し発話検出において、対数化基本周波数とその時間変化特徴を併用したパターンマッチングに基づくスポッティング法の適用を試み、従来法と比較して検出性能を4%ほど改善した。結果として80%程度の検出性能が得られた。2.発話様式と個人性の違いの定量化音声・言語現象のモデル化において、一般的な音響的な特徴表現での音声の個人性及び発話様式の違いの影響を明らかにするため、複数回の訂正入力を想定して発話様式の異なる発話を複数名の被験者で収録した。キーワード入力タスクを設定して、普通に発話してもらう場合と、訂正のために誇張して発話する場合とで複数の発話様式で発声してもらい、同一キーワードの発話様式の違いや個人差の影響の大きさと音響特徴空間での統計的な距離尺度との関係を分析した。分析において、母音間のBhattacharyya距離に基づく音韻構造間の距離との関係を分析した結果、個人間の差異や発話様式間での差異および、標準音響モデルと各個人・各発話様式との差異において、音韻構造間の距離に基づいて定量化された指標が発話様式や認識精度の違いに対してより相関が高い指標となることが示された。
分類可能な視覚的パターンが持つ情報量に関する研究

私達は初めて見る情景であっても「なんとなく馴染みがある」と感じることがある。本研究では、情景に含まれる物体同士の位置関係の観点から、情景に対する馴染み感の要因を究明することに取り組む。先行研究により物体同士の位置関係の起こりやすさが、情景を分類する際に手がかりとなることが分かっているが、どのような位置関係がどの程度馴染み感に貢献するのかは未解明の問題である。本研究では、異なる視覚的パターンの違いを定量化する手法と視覚的パターンを探索的に生成するプログラムを組み合わせて、従来検討が難しかった分類に関わる視覚的パターンが持つ情報量に対するヒトの感受性を調べることを目的とする。特に、物体の位置関係の起こりやすさから視覚的パターンが持つ情報量を算出しその情報量に対するヒトの感受性を探索的に調べる実験パラダイムの確立、同時に目に入る物体の数を考慮したヒトの視覚的パターンが持つ情報量に対する感受性の同定、情景に対する馴染み感の要因を物体同士の位置関係の観点から体系的に説明するモデルの提唱を目指している。今年度(H30年度)は、まず視覚的パターンが持つ情報量に対する感受性を調べるための実験パラダイムの開発を行った。具体的には、視覚的パターンの生成アルゴリズムの検討と実験課題を決定及びパラーメータの調整を行った。今後は実験結果を踏まえた考察を行い、学会報告や学会での議論を踏まえて、視覚的パターンが持つ情報量に対する感受性がどのようなものであるのかを、類似性の観点から説明を試みる予定である。今年度(H30年度)の目標は、視覚的パターンが持つ情報量に対する感受性を調べるための実験パラダイムの開発である。そこで包含関係にあるn-gramの分離を効率的に図るアルゴリズムの探索を行った。検討の結果、先行研究により感受性に違いが見られると想定される実験刺激を予め計算してデータベースを作成しておき、実験時の被験者の反応に応じて刺激を選定する方策を取ることにした。実験及び解析用のプログラムを最新のコンピュータに対応させるためリファクタリングを行い、計算速度を向上させた。感受性を調べるにあたり、類似性に関する認知モデルや実験方法に関する文献調査を行った。実験は、視覚的パターン同士の類似性に注目し、類似性を問う課題を採用した。所属機関(慶應義塾大学文学部)において実験を行うための倫理審査を提出し承認を得た。このパラダイムで実験の作成し、予備実験を行いパラメータの調整を行った。現在、本実験通して得られた結果を学会で報告する予定である。予定通り、初年度(H30年度)の結果の解析を行い、学会発表を通しての議論を踏まえ、視覚的パターンが持つ情報量に対する感受性を明らかにする。具体的には、ヒトが情景を分類する際に物体をいくつまとめて捉えているのかが定量化され、今まで言語化が難しかった質的な感覚が量的に説明することを目指す。また今年度の実験を拡張した実験を行う予定である。視覚的パターンが持つ情報量に対する感受性が、同時に目に入る物体の数によってどのように影響を受けるのかを明らかにするため、同時に目に入る物体の数を制御した実験をいくつか検討している。まずは実験をひとつずつ検討し、予備実験を行いパラメータの調整を行い、本実験・解析を行う予定である。

予定通り、初年度(H30年度)の結果の解析を行い、学会発表を通しての議論を踏まえ、視覚的パターンが持つ情報量に対する感受性を明らかにする。具体的には、ヒトが情景を分類する際に物体をいくつまとめて捉えているのかが定量化され、今まで言語化が難しかった質的な感覚が量的に説明することを目指す。また今年度の実験を拡張した実験を行う予定である。視覚的パターンが持つ情報量に対する感受性が、同時に目に入る物体の数によってどのように影響を受けるのかを明らかにするため、同時に目に入る物体の数を制御した実験をいくつか検討している。まずは実験をひとつずつ検討し、予備実験を行いパラメータの調整を行い、本実験・解析を行う予定である。学生実験参加者への謝金を計上していたが、今年度は予備実験を研究者自身で行ったため費用が発生しなかった。この分は次年度の実験参加者の謝礼に当てる。また、予定していた学会参加費は成果をまとめる準備が完了しなかったため、一部を次年度の国際学会発表に当てることにした。残りは今年度の研究を通して判明した実験環境の不足を補うための器材購入に支出予定である。
超強力永久磁石の開発とその応用、特にリニアーコライダーと中性子光学への新展開

超強力永久磁石の特性を活用して、リニアーコライダー用最終集束レンズや、中性子集束についての研究を行った。最終集束レンズに関しては、5-ring-singletによる可変型2号機を製作、磁場調整の後、ATF2でのビームテストにより基本機能の確認ができた。これらにより今後の課題の抽出が可能になった。また中性子集束用の六極磁石は強度変調型を試作し、改良型2号機をILLに持ち込んで極冷中性子の変調集束実験により白色中性子ビームの集束を実証した。この中性子ビームを使って中性子小角散乱実験を行い、コンパクトな装置で高分解能が達成できることが実証できた。(1)リニア-コライダ-は高エネルギ物理の重要な次期計画の一つであり、そのR&DはGDEなどのスケジュ-ルに沿って着々と進められている。その重要なコンポ-ネントの一つである最終集束レンズは超伝導電磁石を使うものがベ-スラインとなっている。しかし、この形状については実績が無く、かつ、ナノメ-トル級のビ-ムを扱うための安定性については実証されていない。特に、液体ヘリウムを伝わってくる微振動の影響は未知である。永久磁石を使ったものは温度変化や減磁、強度可変化に課題があるものの、内部に振動源を持たないため、安定である。これに関して永久磁石を提案しているのは我々だけである。もし超伝導によるものがその技術を早期に確立し制御性の良さから選択されたとしても、衝突点をすり抜けてくるビ-ムの処理には細かい制御性は必要とされないため、ビ-ム軸同士の干渉を避ける得るコンパクト性から出口側の集束系としては最有力候補となっている。(2)一方、全く異分野となるが、冷中性子の世界でも我々の研究してきた超強力永久磁石が脚光を浴びている。これは、その磁気モ-メントにより冷中性子ビ-ムが六極磁場で集束できることが清水裕彦氏により実証されたためで、中性子光学に関して、日本は現在世界的にトップを走っている。これを更に推し進め、日本のこの分野での優位性を高めるためにも、超強力永久六極磁石の開発研究も並行して進める。今年度は、可変型永久四極磁石の軸方向分布測定、精密磁場測定装置の製作、六極磁石の試作及びその性能評価を行った。精密磁場測定装置については、ほぼ基本パーツが納入され、現在、調整中である。おおまかには、被測定磁石の駆動台、それを載せる架台、ローテーションコイル、ローテーションコイル回転機構、コイル電圧プリアンプ、回転部から湖底部への信号伝送系、電気信号処理系、PCからなるデータ処理系である。被測定磁石の駆動台はパルスモーターで駆動するように変更した。ローテーションコイルは温度の影響を最小限にするため、線膨張係数の小さな石英ガラス棒を使用し、その表面にワンターンコイルが形成されたフレキシブルプリント基板を貼り付けた構造である。これら全体を統括する測定制御ソフトは19年度に製作し、測定システム全体の性能評価を行う予定である。六極磁石は1/2スケールモデルができあがっていて、磁場強度変化および、トルクの角度依存性の測定が終わっている。結果はシミュレーションのそれとほぼ矛盾無い値になっている。その結果を受けて、外輪を回転させるための機構を検討した。種々のアイデアの中から、まずはもっとも簡単なフライホイールを用いて正逆に変化するその大きなトルクに対抗することにし、外輪を回転させるジグの製作を行った。また、モーターの選定も終わって、その取り付けジグを使って組立調整中である。ILCについては、GDEの参加発表を通して、急速に進展する状況把握と、それに対応する当該研究課題での研究の指針を得た。永久磁石は六極以上では超伝導磁石によるそれよりも強力に出来る。ILCではビームの中心からかなり離れた軌道を通る成分の処理が肝要になる。これには八極磁石を用いてtail foldingを行うことが有効であり、超伝導電磁石よりも永久磁石の方がコストパフォーマンスに優れているので、これも今後の研究課題に加えることにした。リニアーコライダー用の最終集束レンズに関しては試作第2号機を製作した。ビームテストを通じてそのフィージビリティを実証するため、最終集束のテスト実験を行う予定であるATF2でも実験が可能なように、外形はILC用と同じままでボア径を大きく設計した。ATF2ではビームエネルギーも低いため、この変更を行っても強度は十分と想定される。回転駆動部などの形状は同じであるため、ATF2でビームテストが出来れば、その評価が可能である。現在試作機は磁石の調整を行っており、磁場測定などの評価をH20年度に行う予定である。また、回転駆動には強磁場中でも対応可能なように超音波モーターを採用したが、その回転制御にロータリーエンコーダーによるフィードバック制御が必要であり、その検討を今後行う。ビームライン上に設置するための位置調整機構なども検討課題である。

六極磁石に関しては組立後モータを使って25Hz運転を行い、温度上昇を測った結果、40°C程度の温度上昇があったため、内輪を二種類追加製作し製作してその効果を測定した。成績の良かった物は磁極部分に積層構造を用いた物で、温度上昇で約半分になった。積層構造による機械的強度低下は、構造を工夫することにより、回避することが出来た。また、初期の1/2スケールモデルはモーター軸から外輪への回転力伝達に歯車を使用していたが、外輪回転時に交互に正負の大きなトルクが発生するためにギアの摩滅が大きかった。これはベルト駆動に変更した結果、内輪の機械的強度検証も兼ねた六時間以上の連続耐久試験にも耐えている。一方、外輪を回転させる際に発生する大きなトルク振動に対する対策として現在フライホイールを使っている。トルク自身を低減させる方策を検討してきた結果、バネなどの機械的エネルギーとして吸収させるのは寿命などに問題があることがわかった。このため、更に効果的な方法を考案、具体化を進めた。リニアーコライダー用の最終集束レンズに関しては昨年度製作した試作第2号機の評価、改良を行った。これは、ビームテストを通じてそのフィージビリティを実証するため、最終集束のテスト実験を行う予定であるATF2でも実験が可能なように、外形はILC用と同じままでボア径を大きく設計し、製作してある。ATF2ではビームエネルギーも低いため、この変更を行っても強度は十分と想定される。回転駆動部などの形状は同じであるため、ATF2でビームテストが出来れば、その評価が可能である。試作機は磁石の調整を行った後、強度可変性や、磁場中心の変動、集束面の傾きなどの磁場測定を行った。可変性や集束面の傾きなどについては充分な性能を得たが、磁場中心の変動については予測よりも大きかったので、改善が必要なことが判った。これには個々の磁石の再調整で対応可能と踏んでいる。また、回転駆動には強磁場中でも対応可能なように超音波モーターを採用したが、その回転制御にロータリーエンコーダーによるフィードバック制御が必要であり、まず制御回路を製作した。六極磁石に関してはフランス・グルノーブル・ILLの極冷中性子(VCN)を用いて冷中性子ビーム集束実験を行い、集束性能の検証を行った。予備実験として磁場強度は3点の半固定で実験を行い、焦点距離など予想通りの結果を得た。また、パルス周期に同期させて変調をかける際のモーター負荷を減らすためのトルクの削減機構の試作を行った。初トライアルで1/3まで減っており、現在更に1/10まで減らす工夫をしている。リニアーコライダー用の最終集束レンズの試作第2号機は、ビームテストを通じてそのフィージビリティを実証する必要がある。最終集束のテスト実験を行う予定であるATF2でも実験が可能なように、外形はILC用と同じままでボア径を大きく設計し、製作してある。試作機は磁石の調整を行った後、強度可変性や、磁場中心の変動、集束面の傾きなどの磁場測定が必要である。その過程で、使っている磁石の一つが不良品であることが判明し、精度が悪い原因の一つが解消した。一方、磁場測定装置にも改良の必要があることが判り、検討中である。
ストレス防御系の破綻としての癌発生に関する研究

ストレス刺激に対して生体が持つ細胞防御機構をGADD34とその結合蛋白を中心にその機能解析、遺伝子発現を解明することをめざした。13年度はDNA傷害性ストレス刺激により発現が誘導されるGADD系の遺伝子発現を調節する転写因子の解明を進めた。特にまだ解明が進んでいないGADD34を中心に、酸化ストレス、アルキル化薬剤ストレス、紫外線ストレスに対する遺伝子発現制御を検索した。また、GADD34の細胞生存、細胞増殖に対する機能を検索するため、GADD34と結合する各種蛋白の機能解析を進めた。また、GADD34と結合するBFCOL1のノックアウトマウス解析を進めた。その結果GADD34とそれに結合するGAHSP40の発現調節機構をあきらかにした。それぞれ、MMS.熱ストレスに対する調節領域と結合する転写領域が判明した。GADD34のプロモーター解析により、MMS反応性CRE, GC-richiシスエレメントが翻訳開始点上流100bp以内にあることが判明した。これら、シスエレメントに結合する転写因子、CREB、ATF-2あるいはSp1の上流のシグナル伝達系を解析中である。また、ストレス刺激によるクロマチン構造の変化とGADD34の発現調節の研究をスタートさせ、ストレスからGADD34の遺伝子発現への経路をより深く検索する道が開けた。GADD34と結合するGAHSP40のプロモーター解析から、GAHSP40は熱ストレスでHSF転写因子を活性化させ、遺伝子発現が増強されることが判明した(J. Cellular Biochem. )。GADD34はGADD45, GADD153同様NOストレス刺激でMAPキナーゼを介して発現上昇することを明らかにした(Free Rad. Biol. Med, .).また、BFCOL-1ノックアウトマウスの解析が進み、ヘテロノックアウトで精子形成不全、神経管閉鎖不全を示すことから、非常に重要な転写因子であること、MMS刺激でBFCOL-1の発現が誘導され、p53を活性化することを明らかにした(投稿中)。
金磁性ナノ粒子を用いた新規遺伝子導入技術の開発

アデノウイルスベクター(Ad)は、既存のベクターシステムのなかで最も遺伝子導入効率に優れることから、ライフサイエンス研究の基礎から臨床に至るまで幅広く用いられている。しかし、Adが標的細胞内へと侵入するにはCARと呼ばれる受容体への結合を必要とするため、CAR低発現・欠損の癌細胞や血球系細胞に対しては、効率の良い遺伝子導入は困難とされてきた。この欠点を克服するために、本研究では、磁性酸化鉄ナノ粒子に金コロイドを担持させた金磁性ナノ粒子を応用した新規遺伝子導入法を構築した。すなわち、金が含硫アミノ酸と形成するAu-S結合を利用してAd/金磁性ナノ粒子複合体を調製し、これを磁力の印加によって標的細胞内へと効率よく送達させるアプローチである。本法によるCAR低発現細胞に対する遺伝子導入活性は、添加したAd/金磁性ナノ粒子複合体量に依存して増大し、細胞傷害性を示さない複合体添加量の範囲において充分な増強効果を示した。また、血清存在下においても同様の効果が認められ、わずか15分間の磁力印加で明らかな遺伝子発現増強を達成できた。これらの結果から、金磁性ナノ粒子と磁力を用いた新規遺伝子導入法が、Adの標的細胞域拡大に極めて有効な手法であることが実証された。さらに、本法は4°C条件下においても遺伝子発現レベルを増強し、且つ標的細胞内に金磁性ナノ粒子を送達できたことから、Ad/金磁性ナノ粒子複合体がエンドサイト-シスに依存しない経路によって細胞内に侵入する可能性が示唆された。本法の遺伝子導入機序に関しては、現在さらに詳細な解析を進めている。
クローン病腸管線維化におけるHSP47の役割とその制御に基づいた新規治療法の開発

クローン病(CD)腸管線維化において、多くの線維化疾患に関与しているHeatshock protein(HSP)47に着目し、ヒト及びマウスの細胞株及び腸管組織の検討を行った。結果、CD腸管組織ではHSP47以外に、コラーゲンやIL-17Aの発現亢進を認めた。さらに、ヒト筋線維芽細胞株(CCD-18Co)及びマウス線維芽細胞株(NIH3T3)ではIL-17A刺激によりHSP47及びコラーゲンの産生亢進を確認した。また、このIL-17Aを介したHSP47の発現にはJNK経路が関与していた。この事は、IL-17Aを介した線維化メカニズムがCDの腸管線維化に関与する可能性が示唆された。クローン病(以下CD)の腸管線維化に関与する機序解明について、多くの線維化疾患に関与しているコラーゲン産生に必須の分子であるheat shock protein(以下HSP)47に着目し、CD腸管線維化との関与及び腸管線維化制御法の開発を目指す研究を行った。本年度は、炎症性腸疾患(以下IBD)モデルマウス及びヒトIBD腸管組織におけるHSP47の関与について検討を行った。結果)ヒトIBD患者の大腸手術検体よりmRNAを抽出、cDNAを作製し、各種サイトカインを含めた分子の遺伝子発現をreal-time RT-PCRによって比較した。結果、HSP47、コラーゲンα1 chain、IL-17AがCD腸管炎症部位にて有意に発現増強を認めた。この為、IL-17AがHSP47発現に関与するか否かを検討する目的でマウス線維芽細胞株にIL-17Aによる刺激を加えた所、HSP47及びコラーゲンの蛋白発現を確認した。また、同経路の確認のためマウスHSP47shRNAを作製し、同細胞におけるHSP47のノックダウンを行った所、コラーゲンの産生が抑制された。また、通常マウス及びヒト腸管組織より単離した腸管線維芽細胞でも同様の結果を得た。考察)ヒトIBD腸管組織の検討においてHSP47、コラーゲンの発現と同時にIL-17Aの発現上昇を確認した。さらに同サイトカインを用いてマウスの線維芽細胞に刺激する事でHSP47とコラーゲンいずれの蛋白も発現亢進を認めた。さらにHSP47のノックダウンによりコラーゲンの発現が低下した事より、マウス及びヒト線維芽細胞のコラーゲン産生にはIL-17A刺激により発現亢進したHSP47の発現が関与している事が示唆された。以上の結果より、ヒトCD炎症部位のIL-17Aの発現が亢進している事から、CD腸管線維化にはIL-17Aを介したHSP47が関与していると思われた。クローン病(以下CD)の腸管線維化に関与する機序解明について、線維化疾患に関与しているコラーゲン産生に必須の分子であるheat shock protein(以下HSP)47に着目し、CD腸管線維化との関与及び腸管線維化制御法の開発を目指す研究を行った。本年度は炎症性腸疾患(以下IBD)モデルマウス及びヒトにおいて腸管線維化におけるHSP47の解析を行った。結果)前年度はヒトIBD患者の大腸手術検体の解析によりHSP47、コラーゲン、IL-17AがCD腸管炎症部位にて有意に発現増強を認め、このIL-17AがHSP47発現に関与する事をマウス及びヒトにて明らかとした。本年度はマウス線維芽細胞株(NIH3T3)及びヒト大腸筋線維芽細胞(CCD-18Co)を用いてIL-17AのHSP47発現に関与するメカニズム解析のため、IL-17A経路について各種阻害剤を用いて解析を行った。結果、IL-17A経路のうちc-jun N-terminal kinase(以下JNK)経路を阻害した場合でのみHSP47及びコラーゲンの蛋白発現が抑制される事を確認した(Western blotting法)。この事は、IL-17A刺激の中でもJNK経路がHSP47発現に重要であり、腸管線維化におけるJNKの関与を示唆する所見であった。また、マウス及びヒト培養細胞系においてHSP47遺伝子のプロモーター領域にGFPを組み込んだレポーターアッセイの実験系を確立し、IL-17A刺激によりGFPの発現亢進を認める事を確認した。考察)ヒト及びマウスにおけるIL-17AのHSP47発現メカニズムにおいてIL-17Aのsignaling pathwayについて解析を行い、JNK経路の関与を明らかとした。この事はCD腸管線維化におけるIL-17Aの中でもJNK経路における線維化の関与を示唆するものであり、今後腸管線維化における更なるメカニズム解析に重要と思われた。また、ヒト及びマウス細胞株にけるHSP47のレポーターアッセイ系の確立により、HSP47の関与する線維化関連物質のさらなる同定が可能になると思われた。

また、このIL-17Aを介したHSP47の発現にはJNK経路が関与していた。この事は、IL-17Aを介した線維化メカニズムがCDの腸管線維化に関与する可能性が示唆された。本実験におけるマウス及びヒト検体におけるHSP47の解析により、線維芽細胞のコラーゲン産生にはIL-17A刺激により発現亢進したHSP47の発現が関与している事が判明した。HSP47がCD腸管線維化に関与している可能性が示唆された事より、今後はマウスを用いた腸管線維化制御の検討を予定している。しかしながら、臨床ではIBDの中でも腸管狭窄がUCに比してCDで多く認められる事よりIL-10knockout(KO)マウス(CD類似モデル)及びTCR-αKOマウス(UC類似モデル)といった複数のIBDモデルマウスの腸管組織における検討が必要となっており、前年度と同様の検討をこれらIBDモデルマウスで予定している。同時にマウスHSP47shRNAの作製に成功している事より、機能解析のみならず腸炎状態のマウスにHSP47shRNAを局所投与する事で、実際の線維化抑制効果についても検討可能な状態と思われる。以上より、モデルマウスの解析及び治療効果を予定している事から概ね順調に伸展していると思われるが、問題点として細胞株におけるHSP47のノックダウンは可能であったが、マウス腸管への局所投与による解析には大量のマウス検体が必要な状態となっており、その確保に時間を要している。27年度が最終年度であるため、記入しない。消化器内科HSP47がCD腸管線維化に関与している可能性が示唆された事より、今後はIBD腸炎モデルマウスの解析及び腸管線維化制御治療法の検討を予定している。方法としてIL-10KOマウスやTCR-αKOマウスといったIBDモデルマウスの腸管組織より腸管線維芽細胞を単離し、前年度と同様にHSP47の発現にIL-17Aが関与しているかを検討する。また、すでに作製しているマウスHSP47shRNAを腸炎状態のマウスにマウス専用の内視鏡を用いて局所投与し、その腸炎抑制効果を腸管組織のHSP47、コラーゲンの蛋白の発現及び病理学的な解析をもって判断する。さらにHSP47発現細胞特異的Diphtheria Toxin Receptor(DTR)強制発現マウスとCD類似モデルであるIL-10KOマウスとをbackcrossし、IL-10KO/HSP47-DTRtransgenicマウスを作製する。そのマウスにDTを投与する事で腸管線維化抑制効果をDT非投与群と比較する。上記研究によってHSP47の腸管における制御が腸管線維化抑制効果を有するか否かを検討する事により今後の新規治療法の開発が可能になると考えられる。
人工超格子形成による幾何学的磁気構造の設計と伝導特性の制御

本研究は酸化物薄膜のバルクにはない構造制御性を利用し、酸化物ヘテロ構造中に非自明な電子的・磁気的構造を実現し磁気輸送特性を用いてその起源を解明することである。本年度は、チタン酸ストロンチウム単結晶基板上にパルスレーザー堆積法を用いて二次元界面を作製し、界面での伝導特性を評価した。特に高磁場での磁気抵抗に注目し界面での電子の量子伝導性に注目した。まず、ドープされていないチタン酸ストロンチウム上に電子ドープチタン酸ストロンチウム薄膜を堆積し、最後にキャップ層としてドープされていないチタン酸ストロンチウムを堆積させた。この構造に対し電気抵抗の温度依存性を測定すると、非常に良い金属伝導を示し、さらに0.3K付近において超伝導を観測した。超伝導臨界磁場測定を行うことにより、ドープ層の厚さを変化させると、超伝導が二次元から三次元に転移していることがわかった。次に、高磁場を印加し磁気抵抗を測定すると、量子伝導を示唆するシュブニコフ・ドハース振動を観測された。さらに、試料を磁場に対して回転させてシュブニコフ・ドハース振動を測定すると、その周期は磁場の試料に垂直成分のみに依存しフェルミ面が二次元的であることを示している。このように超伝導を示す物質でその常伝導状態が高移動度二次元フェルミ面から成っている物質の観測は初めてである。以上の結果は、酸化物の多彩な物性を組み合わせてヘテロ構造を作製することによって可能となった。今回の成果は酸化物におけるメゾスコピック系という新しい分野の先駆的研究である。本研究は酸化物薄膜のバルクにはない構造制御性を利用し、酸化物ヘテロ構造中における異常ホール効果の起源を解明することである。本年度は、電子ドープチタン酸ストロンチウム単結晶基板上に様々な酸化物をパルスレーザー堆積法で成膜し、界面での伝導特性を評価した。特にホール抵抗に注目し界面での電子の磁気的散乱に注目した。ドープ方法はキャリア濃度の変化が容易な、紫外線照射による光照射を用いた。結果として、マンガン酸化物を堆積させたとき、特に大きな異常ホール項を観測した。また、光キャリアドープしたチタン酸ストロンチウム単結晶のみを測定すると、マンガン酸化物を堆積させたときと異なる異常ホール効果の発現を確認した。以上から、チタン酸ストロンチウムのみでも異常ホール項は存在し、酸化物薄膜を堆積させることで、酸化物薄膜の磁気散乱が重なり合わされることがわかった。次に、チタン酸ストロンチウム単結晶における異常ホール効果の特性を調べた。キャリア濃度と移動度の温度依存性、光強度依存性から、チタン酸ストロンチウムの異常ホール効果は、低磁場領域で正確なキャリア濃度を与え、従来の磁気的な起源の異常ホール効果とは異なることがわかった。殊に、多バンドモデルなど他の磁場に対する非線形ホール効果を与える理論を用いても解析されなかった。このことは非常に特徴的であり、光キャリアドープされたチタン酸ストロンチウムに特有な性質が関連していると推測される。異常項が移動度の高いとき高磁場のみであらわれるので、ランダウ順位の分裂と深く関連していると考えられる。以上の結果は、半導体のみで考えられてきたランダウ順位の分裂が、酸化物中の輸送特性にも顕著に現れる可能性を示す非常に稀な場合であると考えられる。本研究の目的は酸化物薄膜超格子におけるバンド構造由来の異常ホール効果・スピンホール効果の原因を探り制御することである。近年、マンガン酸化物やパイロクロア酸化物において異常ホール効果とスピンの幾何学的配置の関連に興味がもたれている。さらに、非磁性物質においても特異なバンド構造により、スピン電流が生じるスピンホール効果は非常に注目されている。このような背景に基づき、本年度は、チタン酸ストロンチウムを用いて超格子を作製する前段階として、パルスレーザー堆積法により高品質のチタン酸ストロンチウム薄膜を作製することを目的とした。チタン酸ストロンチウムは高品質薄膜が得られないため、現在では薄膜用基板以外の用途にはあまり用いられていない。チタン酸ストロンチウムは化合物半導体より融点が高く、品質を高めるには通常の成膜より基板温度を高くする必要があると考えられる。また、欠陥方程式から酸素欠陥とストロンチウム欠陥の密度の積は一定となることが知られている。ストロンチウム欠陥量を減らすためには酸素欠陥を導入することが望ましので、低酸素圧成膜を実行した。薄膜作製後は酸素欠陥を埋めるため低温酸化雰囲気中にてアニーリングを行った。膜質評価は、低キャリア濃度ドープしたチタン酸ストロンチウム薄膜においての低温移動度で評価した。結果として、0.1mol%のキャリアをドープしたターゲットを用いた場合、1040度以下の成膜温度で完全に絶縁化した。一方、1050度以上より急激に金属的電気伝導度が観測され、2Kにおいて1000cm^2/Vs以上の電子移動度を観測した。本年度の研究により、研究の要となるチタン酸ストロンチウム薄膜の高品質化に成功した。今後は超格子などを作製し、その超格子周期やドープ量などがホール効果にどのように影響を与えるのかを研究することが課題である。

本年度は、チタン酸ストロンチウム単結晶基板上にパルスレーザー堆積法を用いて二次元界面を作製し、界面での伝導特性を評価した。特に高磁場での磁気抵抗に注目し界面での電子の量子伝導性に注目した。まず、ドープされていないチタン酸ストロンチウム上に電子ドープチタン酸ストロンチウム薄膜を堆積し、最後にキャップ層としてドープされていないチタン酸ストロンチウムを堆積させた。この構造に対し電気抵抗の温度依存性を測定すると、非常に良い金属伝導を示し、さらに0.3K付近において超伝導を観測した。超伝導臨界磁場測定を行うことにより、ドープ層の厚さを変化させると、超伝導が二次元から三次元に転移していることがわかった。次に、高磁場を印加し磁気抵抗を測定すると、量子伝導を示唆するシュブニコフ・ドハース振動を観測された。さらに、試料を磁場に対して回転させてシュブニコフ・ドハース振動を測定すると、その周期は磁場の試料に垂直成分のみに依存しフェルミ面が二次元的であることを示している。このように超伝導を示す物質でその常伝導状態が高移動度二次元フェルミ面から成っている物質の観測は初めてである。以上の結果は、酸化物の多彩な物性を組み合わせてヘテロ構造を作製することによって可能となった。今回の成果は酸化物におけるメゾスコピック系という新しい分野の先駆的研究である。
情報付与型HMMによる文字・図形認識システムの構築

1.実験用システムは動作環境をUNIXとし,FreeBSD及びLinux(x86,Alpha)で動作確認を行なった.現在のシステムはタブレットドライバ,GUI,メインの3プロセスをsocket通信と共有メモリで結合させる事で実現している.タブレットドライバはSII製及びワコム製タブレットに対応している.ワコム製タブレットintuosにも暫定対応しており,座標,筆圧,ペンの傾き情報が1/50秒,1/100秒の一定間隔で収集出来る.現在,この実験用システムでデータ収集システムを構築しており,液晶タブレットPL-300を用いた筆記感覚のデータ収集環境が整備された.2.文字の基本パターンへの分解に関しては,キューブサーチをラジカル単位分割する事による高速化と,ラジカル単位処理の制約によるストロークの誤対応の減少を同時に達成した.3.認識アルゴリズムに関しては,ストローク結合や分断が頻繁に発生する筆記時の制約の緩い文字データから標準オンライン文字の各ストローク対応を得るアルゴリズムを考案,現在検討中である.これは,筆順付与型HMMや基本共有パターン学習用データの蓄積等にも有用であると考えられる.1.実験用システムを構築する為,新規ワークステーション(VisualTechnologyVT-Alpha533S/L/128)を購入し,液晶タブレットが有効に動作することを確認した.また,システム構築に必要なTcl-Tkソフトウェアライブラリを準備した.2.線図形の構造を文脈自由文法(CFG)で記述し,線図形を含む画像から線図形構成要素を抽出する過程を経ることなく直接線図形を抽出する2次元CYK解析手法に関して,処理の高速化を行なった.3.現在検討中ではあるが,筆順フリーオンライン文字認識における画対応問題を解くためのキューブサーチにおいて,入力漢字の総画数に対応するキューブサーチを適用するよりも,漢字を疑似的な部首に分解し,部首単位でキューブサーチを適用する方が計算量的にも有意であり,認識率の著しい低下も引き起こさないことが確認されている.なお,疑似部首への分解に関しては更なる検討が必要である.1.実験用システムは動作環境をUNIXとし,FreeBSD及びLinux(x86,Alpha)で動作確認を行なった.現在のシステムはタブレットドライバ,GUI,メインの3プロセスをsocket通信と共有メモリで結合させる事で実現している.タブレットドライバはSII製及びワコム製タブレットに対応している.ワコム製タブレットintuosにも暫定対応しており,座標,筆圧,ペンの傾き情報が1/50秒,1/100秒の一定間隔で収集出来る.現在,この実験用システムでデータ収集システムを構築しており,液晶タブレットPL-300を用いた筆記感覚のデータ収集環境が整備された.2.文字の基本パターンへの分解に関しては,キューブサーチをラジカル単位分割する事による高速化と,ラジカル単位処理の制約によるストロークの誤対応の減少を同時に達成した.3.認識アルゴリズムに関しては,ストローク結合や分断が頻繁に発生する筆記時の制約の緩い文字データから標準オンライン文字の各ストローク対応を得るアルゴリズムを考案,現在検討中である.これは,筆順付与型HMMや基本共有パターン学習用データの蓄積等にも有用であると考えられる.
化学療法併用多分割放射線治療による口腔癌の制御向上と晩期有害事象低減に関する研究

口腔癌に対する放射線治療による局所制御成績の改善を図ることを目的に、新鮮扁平上皮癌症例92例を対象として多分割放射線治療単独もしくは化学療法を併用した多分割放射線治療を行った。最終局所制御率は全体で約45%であった。1回線量が1.2Gyの多分割照射単独治療では従来の標準分割照射による放射線治療に比べ局所制御率が大きく異なることはなかった。化学療法を加えた群でも局所制御率の明らかな向上はみられなかった。一方で、化学療法を同時に行った群では、症例数は少ないものの向上を示した。1回線量を1.4Gyとした多分割照射単独治療では、化学療法同時併用1回線量1.2Gyの多分割放射線治療の結果とほぼ同程度の局所制御率を示した。化学療法を同時併用した1回線量1.4Gyの多分割放射線治療を行った症例はすべて局所制御が得られた。これまでの研究結果と同様に、放射線量と併用化学療法の影響が原発腫瘍のサイズによって現れ、低いT病期では制御率が高かった。局所進行癌は従来と同様の低い制御率であったが、手術非適応例を適応例にdown-stageさせることによって局所制御率を向上させる可能性が示された。一方で、化学療法同時併用放射線治療によって根治性が高まることが明らかになったことから、適応を選択すれば手術を回避できる症例の存在することも示唆された。しかし、いわゆる根治線量の放射線治療を行った症例では、晩期有害事象としての顎骨の変化が強度に現れた。これらの晩期有害事象の発生は治療後のQOLに大きく影響を及ぼすことから、歯科の立場からは全口腔単位での綿密な管理と経過観察の重要性が再認識された。しかし、放射線照射による歯周組織の変化がこの有害事象の原因であると考えられることから、多分割照射そのものに内在する不合理性を認識させられる結果となった。積極的な歯科的管理が治療成績の改善に影響する可能性が示唆された。本研究では口腔癌を対象として多分割照射を行い治療成績の改善と晩期有害事象の発生頻度を明らかにするとともに、その低減の可能性を明らかにすることを目的とした。1990年から2002年までに1日2回照射法で治療された口腔扁平上皮癌症例のうち、根治照射が行われた86例(T1、7例; T2、34例; T3、29例; T4、16例)が引き続き追跡された。治療終了時19例が原発非制御で、この後さらに5例が治療終了後7年までに局所再発した。これらの再発症例は半数が制御されず原病死した。再発頚部リンパ節転移非制御は12例にみられたが、経過観察中にあらたに出現した症例はなかった。新たに重複癌が9例に生じたが、このうち5例はこれによって死亡した。T別の局所制御率は、T1で78%、T2で69%、T3で15%、T4では17%となった。これまでの経過観察では、晩期有害事象としての放射線骨障害の出現がもっとも大きな臨床的問題であることが明らかになってきた。放射線治療終了後1年から2年半までの間に歯根膜腔の拡大から始まる放射線骨障害が生じ始め、1年から3年の間にしだいに重篤化し、一部は歯の喪失のみで留まる場合もあるものの5例では病的骨折まで生じ、臨床的対応に苦慮する事態が生じてきた。

不用意な抜歯、歯の脱落後の感染が主な直接的原因ではあるが、基本的には顎骨に対する放射線の影響が存在し、歯周組織の炎症性破壊が随伴することによって増悪することが推測された。同様な線量であっても障害の発生しない症例もあることからなんらかの異なる素因、個体差あるいは嗜好品、また口腔衛生状態が関与している可能性の関与も示唆される。これまでのところ一連の詳細を特定するまでに至っていない。本研究では口腔癌を対象として多分割照射を行い治療成績の改善と晩期有害事象の発生頻度を明らかにするとともに,その低減の可能性を明らかにすることを目的としている。昨年度に続いて新たな症例がわずかに追加されたが,本年度はこれまで数年にわたって行ってきた多分割照射治療症例を再評価することにも重点を置き,個々の症例の詳細な経時的変化を観察する手法も取り入れた。この結果,腫瘍が制御できた症例では,歯および歯周組織を起点とする骨露出が頻繁に生じていること,発生時期は治療後半年から数年に及ぶこと,原因は経過観察中の外科的処置や補物による為害性だけではなく特に原因が見当たらないような場合でも歯の周囲から生じている症例のあること,しばしば口腔衛生状態が良好ではない症例にみられることが判明した。経過を追ったエックス線フィルムと臨床所見を対比し詳細に観察すると,歯周囲の歯槽骨は広汎に活性を失ったのちそれを被っている歯肉に穿孔が生じて骨露出が生じ,結果として骨壊死が露見する,という臨床経過の存在することが窺われた。骨露出が現れた段階では既に多孔性の壊死骨表面となっていることから,歯肉穿孔の現れる前にどこかを起点に骨は不活化している。最も可能性の考えられる部位は歯肉溝に存在する上皮付着と推測できる。上皮付着は細胞のturn-overが10日と言われているので,多分割照射によって必ず影響を受け,構造上の侵襲が生じると推測できる。上皮付着が破壊されると,人工的に歯周炎あるいは歯周膿瘍という局所の炎症が惹起され歯槽骨吸収が生じるが,放射線治療に伴う骨内の寡細胞化,毛細血管の減少などの変化は骨破壊を促進し周辺に拡大する。この結果,突然広い範囲にわたる骨壊死が歯肉穿孔をきっかけに明らかになる,という経過が推測できた(日本放射線腫瘍学会第16回学術大会で発表)。この仮鋭は実験的証明が必要ではあるが,臨床的には口腔衛生の改善が急務であることが示唆された。本研究では,口腔癌を対象として多分割照射を行い,治療成績の改善を明らかにすると共に晩期有害事象についてその発生頻度・重篤度を明らかにし,その低減の可能性を明らかにすることを目的とした.1990年から2004年までに1日2回照射法で治療された口腔扁平上皮癌症例のうち治療後2年以上経過観察の行われていた症例は92例であった.T1,7例;T2,47例;T3,14例;T4,24例で,N0,70例;N1,10例;N2,12例であった.治療結果は,全例中51例で一次局所制御が得られたが,再発なく経過した症例は38例であった.期間の後半で化学療法を併用する症例を増加させたが,併用例は34例で一次局所制御が得られたのが17例,その後局所再発のなかった症例は12例であった.一方で,化学療法を使用しなかっだ症例は58例で,一次局所制御が得られたのが34例,その後局所再発のなかった症例は26例であった.腫瘍サイズの大きな場合に化学療法を併用する頻度が高いため,併用効果を直接的に示す結果とはならなかった.晩期有害事象については,発生頻度は27例ではあるが,局所制御の得られている場合に生ずる頻度が高いので日常生活に支障をきたす場合が稀ではないのが大きな問題である.