hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高齢者保健・介護予防事業の医療費・介護費抑制効果に関する実証研究

地域高齢者を対象とした悉皆健康調査,高齢者健診より得られた健康情報と医療費・介護給付費をリンケージしたデータセットを使用して,高齢者健診,介護予防事業の費用抑制効果を分析した。その結果,健診を継続受診する群,介護予防事業参加群において,医療費・介護費用の伸びの抑制が認められ,それらの独立的な効果も確認できた。また,要介護に陥るリスクを保有することは医療経済的にも大きなインパクトがあるとの知見を得,介護予防事業の医療経済的根拠を示した。平成19年度は,群馬県草津町,新潟県長岡市与板地区で実施された健康調査と老人医療費・介護費用をリンクしたデータセットを活用し,要介護リスクが高齢者の将来の医療費・介護費用に及ぼす影響を分析した。また,先駆的な高齢者施策(介護予防施策)の評価も行った。(1)データセットの整備群馬県草津町において毎年実施されている介護予防健診(65歳以上対象)にこれまで同様,現地で町と協力し,その実施にあたった。健診には612人が参加し,その健康情報をデータセットに追加した。さらに健診を受診しなかった70歳以上の住民を対象とした健康調査(郵送調査+訪問調査)を実施し,763人から回答を得た(回収率97.4%)。このデータもデータセットに追加入力した。(2)高齢者保健事業の経済的評価草津町の介護予防健診の経済的評価を行った。平成1819年度の介護予防健診を継続受診する群と両健診とも受診しない群の約1年半の1人あたり累積医療費,累積介護費用は,継続受診する群が非受診群に比較して,健康度を調整しても,それぞれ有意に低かった。(3)介護予防事業の医療経済的根拠虚弱性チェックリストによって定義された「虚弱」の総死亡および医療・介護費用へのインパクトを調べた。群馬県草津町において平成13年10月から11月にかけて実施した高齢者健康調査に応答のあった916人を約4年間追跡し,追跡期間中の総死亡および老人医療費,介護費用を調べた。虚弱と総死亡との間には,性,年齢を調整しても強い関連性が認められた。また,追跡期間中(平成14年度17年度)の1人あたり平均累積総給付費は,虚弱群では469万円,虚弱なし群では188万円であった。地域在宅高齢者における「虚弱」は,性,年齢(および総合的移動能力)による影響を除いても総死亡の独立したリスク要因であった。また,老人医療費のみならずのちの介護費用の増大にも寄与しており,医療経済的インパクトも大きい病態と考えられた。平成20年度は,主に群馬県草津町で実施された介護予防健診から得られた高齢者の健康情報と老人医療費・介護費用をリンクしたデータセットを活用し,先駆的な高齢者保健事業(介護予防健診)の経済的評価を行った。(1)高齢者保健事業の経済的評価草津町の介護予防健診の経済的評価を行った。分析対象者を,2002年から毎年実施されている介護予防健診「にっこり健診」の2005年までの受診回数(毎年受診していれば4回)により2群(受診回数3回以上の群と3回未満の群)に分け,その2群間でアウトカム(要介護発生までの期間,追跡期間中の累積介護費用)を比較した。健診受診回数が少ない群と要介護の発生との間には,潜在的な交絡要因(共変量)を調整しても強い関連性が認められ,統計学的に有意であった。また,追跡期間中の1人あたり平均累積介護費用は,健診受診回数が多い群では14,000円,少ない群では約10倍の148,000円であった。(2)高齢者の歩行速度の総死亡と医療費・介護費用に及ぼす影響2002年6月に70歳以上の草津町全住民を対象に実施された介護予防健診の受診者で,2005年10月26日現在,転出者を除き,生存及び死亡が確認できた422人を2002年6月から2005年10月まで追跡し,追跡期間中の総死亡と累積医療費・介護費用を調べた。歩行速度(m/分)下位群と総死亡との間には,潜在的な交絡要因(共変量)を調整しても強い関連性が認められ,統計学的に有意であった。また,追跡期間中の月1人あたり平均累積医療費は,歩行速度上位群で24,000円,中位群で29,000円,下位群で37,000円であり,同月1人あたり平均累積介護費用は順に500円,2000円,17,000円であった。

死亡者の最も多かった歩行速度下位群の追跡期間中の月1人あたり平均累積医療費が,他群と比較して最も高かったのは,死亡後に計上されない費用よりも終末期医療費などが高額であったものと考えられた。
心筋興奮伝達に及ぼすIsthmusの影響:異方向性伝導の役割-Multiplexing mappingによる検討-

[目的]外科的心房切開縫合により解剖学的イスムスを作成し、実験的心房粗動を誘発し、心房粗動発生時の伝導遅延部位形成に及ぼすイスムスの役割を解明すること。[方法・結果]雑種成犬10頭を用いて研究を行なった。麻酔下に心臓を露呈後、右房のsulcus terminalis下に平行に11.5cmのsurgical lesionを作成した。更に、高周波カテーテルアブレーションを用いて完全房室ブロックを作成し、心室ペーシング(70ppm)下で、右心耳より心房粗動の誘発を試みた。完全房室ブロックは10頭中7頭で成功したが、3頭は作成出来ず、DCアブレーションにより行なった。心房粗動は10頭中8頭で誘発可能であった。心房粗動発生後、直ちに92対の双極電極によるmappingパッチを用いて、心房粗動のリエントリ-回路の同定を行なった。心房粗動のリエントリ-回路はsurgical lesionを中心にcrockwiseに回施する心房粗動が6頭、counter crockwiselotationに回施する心房粗動が2頭であった。心房粗同中の伝導遅延部位はsurgical lesionと上大静脈-心房合流部が3頭で、他はいずれもsurgicallesionとAVgroove間に存在した。更に、本心房粗動は高位右房からのペーシングにより容易に停止し、エントレンメント現象を認めたことより、excitable gapが存在すると考えられた。本モデルによる心房粗動は高率に誘発され、術後に発生する無菌性心外膜炎モデルと同様のリエントリ-回路を有することが判明した。[結語]本モデルを用いることにより、心房粗動の伝導遅延部位に果たすisthmusの役割を解明すること、及び、伝導遅延部位における坑不整脈剤の影響を調べることは可能であると思われる。
特異性の数理構造の解明

1.拡散方程式の特塁極限ある種の拡散方程式では,拡散係数を0に近づけると切り立った遷移層が出現する.この遷移層の運動の運動を支配するのが界面方程式と呼ばれるもので,もとの拡散方程式の特異極限として得られる.俣野はD.Hilhorst氏およびR.Schatz1e氏と共同で,空間非一様な係数をもつ拡散方程式の特異極限を調べ,界面の形成とその運動の様子を詳しく解明できた(投稿準備中).また,柳田は,特異極限の手法と曲率方程式の性質を巧妙に用いて,時間周期的な係数をもつ拡散方程式に対する安定なn倍周期解の存在を示した(文献4).また,舟木はランダムな揺動項を含む方程式に現れる界面の挙動を確率論的な手法で調べた(文献2).2.非線形熱方程式の解の爆発非線形熱方程式の爆発解の中には,爆発時刻以降も弱解として延長できるものがある.俣野は,このような延長可能な爆発解の漸近挙動を研究し,平衡解どうしを結ぶヘテロクリニク軌道で,途中で爆発を起こすものがどれぐらい存在するかを明らかにした(文献1).また,柳田は,これとは別の方程式で,解の爆発時刻の評価に関する新しい公式を得た.3.自由境界問題の特異性ヴァイスは以前の研究で,自由境界の特異性を調べる新しい手法を開発していたが,本研究ではこれを2相の障害物問題に応用して特異集合のハウスドルフ次元の評価を得た(文献3).4.複素力学系における分岐問題と特異性宍倉は,複素力学系における分岐問題やジュリア集合の剛性を調べる新しい統一的手法を開発した(文献5).1.拡散方程式の特塁極限ある種の拡散方程式では,拡散係数を0に近づけると切り立った遷移層が出現する.この遷移層の運動の運動を支配するのが界面方程式と呼ばれるもので,もとの拡散方程式の特異極限として得られる.俣野はD.Hilhorst氏およびR.Schatz1e氏と共同で,空間非一様な係数をもつ拡散方程式の特異極限を調べ,界面の形成とその運動の様子を詳しく解明できた(投稿準備中).また,柳田は,特異極限の手法と曲率方程式の性質を巧妙に用いて,時間周期的な係数をもつ拡散方程式に対する安定なn倍周期解の存在を示した(文献4).また,舟木はランダムな揺動項を含む方程式に現れる界面の挙動を確率論的な手法で調べた(文献2).2.非線形熱方程式の解の爆発非線形熱方程式の爆発解の中には,爆発時刻以降も弱解として延長できるものがある.俣野は,このような延長可能な爆発解の漸近挙動を研究し,平衡解どうしを結ぶヘテロクリニク軌道で,途中で爆発を起こすものがどれぐらい存在するかを明らかにした(文献1).また,柳田は,これとは別の方程式で,解の爆発時刻の評価に関する新しい公式を得た.3.自由境界問題の特異性ヴァイスは以前の研究で,自由境界の特異性を調べる新しい手法を開発していたが,本研究ではこれを2相の障害物問題に応用して特異集合のハウスドルフ次元の評価を得た(文献3).4.複素力学系における分岐問題と特異性宍倉は,複素力学系における分岐問題やジュリア集合の剛性を調べる新しい統一的手法を開発した(文献5).本研究課題に関連して,以下の成果が得られた.(1)退化型拡散方程式の不安定多様体:退化した拡散方程式の解の挙動は,非退化型の方程式の解の挙動と大きく異なっていることはよく知られているが,これまでその違いを力学系の立場から扱った研究は少なかった.本研究では,porous-media型の退化拡散方程式の場合,不安定平衡解u=0の不安定多様体のハウスドルフ次元が常に無限大であることを明らかにした(裏面の文献1).(2)特異極限下での界面運動の研究:ある種の非線形拡散方程式の拡散係数を0に収束させた特異極限下で現れる界面の運動については近年盛んに研究が行なわれているが,方程式中の係数が空間的に非一様である場合については,これまで十分な研究がなされていなかった.俣野は,空間的に非一様な係数をもつAllen-Cahn方程式の界面の挙動を漸近的手法で解析し,その理論的結果の正当性を数値シミュレーションによって確認した.また,その成果を用いて,走化性(chomotaxis)モデル方程式と同じ空間的パターンを実現する簡略化モデルの構成に成功した(裏面の文献2).(3)球対称な重みを持つ固有値問題の研究:球対称な重みを持つ固有値問題をユークリッド空間上で考え,その固有値や固有関数の特徴付けを行った.この結果は爆発問題やある種の変分問題をはじめ,さまざまな問題に応用できる(裏面の文献3).(4)複素力学系における分岐構造:有理関数が定める複素力学系の放物型不動点の分岐構造を解明した(裏面の文献4).本研究課題に関連して,以下の成果が得られた.(1)非線形熱方程式の爆発解のダイナミクス:非線形熱方程式の解の爆発については古くから研究があるが,ある種の爆発解は,爆発時刻以降も弱い意味で解が延長できることが最近わかってきた.本研究では,定常解どうしを結ぶヘテロクリニック軌道のうち,途中で爆発を起こすものについて詳しく調べ,爆発解のダイナミクスを大域的な力学系の視点から論じた(裏面の文献1).

(2)ギンツブルク・ランダウ方程式の確率論的研究:ギンツブルク・ランダウ型方程式は,超伝導現象とも深い結びつきがあり,数学的にも重要な問題として盛んに研究されているが,この方程式を離散的な粒子系モデルの流体力学極限として数学的に厳密に導くことは,長らくの懸案であった.本研究では,確率論の立場からこの問題を論じ,また,最近の研究動向について詳細な報告を行った.た(裏面の文献2).(3)自由境界問題の研究:種々の自由境界問題における自由境界の正則性と特異性について研究を行い,スケーリング法を巧妙に用いた新しい手法を開発した(裏面の文献3,4).(4)楕円型方程式の解の爆発と消滅:半線形楕円型方程式の正値球対称解が爆発したり,途中で消滅する現象について詳細な研究を行った(裏面の文献5).1.拡散方程式の特異極限ある種の拡散方程式では,拡散係数を0に近づけると切り立った遷移層が出現する.この遷移層の運動の運動を支配するのが界面方程式と呼ばれるもので,もとの拡散方程式の特異極限として得られる.俣野はD.Hilhorst氏およびR.Schatzle氏と共同で,空間非一様な係数をもつ拡散方程式の特異極限を調べ,界面の形成とその運動の様子を詳しく解明できた.この結果は夏までに投稿できる見込みである.また,柳田は,特異極限の手法と曲率方程式の性質を巧妙に用いて,時間周期的な係数をもつ拡散方程式に対する安定なn倍周期解の存在を示した(文献3).2.非線形方程式の解の爆発非線形熱方程式の爆発解の中には,爆発時刻以降も弱解として延長できるものがある.俣野は,このような延長可能な爆発解の漸近挙動を研究し,平衡解どうしを結ぶヘテロクリニク軌道で,途中で爆発を起こすものがどれぐらい存在するかを明らかにした(文献1).また,柳田は,これとは別の方程式で,解の爆発時刻の評価に関する新しい公式を得た(文献4).3.自由境界問題の特異性ヴァイスは前年度までの研究で,自由境界の特異性を調べる新しい手法を開発していたが,今回はこれを2相の障害物問題に応用して特異集合のハウスドルフ次元の評価を得た(文献2).4.複素力学系における分岐問題と特異性宍倉は,複素力学系における分岐問題やジュリア集合の剛性を調べる新しい統一的手法を開発した(文献5,6).
ペリプラズム酸化還元酵素によるサルモネラ属細菌の病原性発現に関する研究

Salmonella enterica serovar Typhimurium LT2株のDsbAアミノ酸配列を検索配列として、本菌のゲノム配列に対してBLAST相同性検索を行った。その結果、7つの相同体を同定し、さらに、それらの中からDsbAの酵素活性に必須である活性配列(C-X-X-C)を保持しているか否かを調べたところ、6つのDsbA相同体を見いだした。申請者はそれらのDsbA相同体とDsbAとの整列配列比較およびPSI-PREDを用いた二次構造予測により2つのDsbA相同体(相同体AとB)に絞り、以下の解析を進めた。まず、病原株であるS.Typhimurium SL1344株の染色体よりPCR法を用いて、それぞれの相同体をコードする遺伝子をクローニングした。DNAシークエンスにより、フレームのシフトや終止コドンの挿入が無いことを確認し、発現ベクターにサブクローニングした後、大腸菌およびサルモネラ菌体内で発現することを確認した。次に、同定したDsbA相同体がDsbA酵素活性を保持するか否かを調べるために、DsbA依存性の3つの表現型:(1)鞭毛を介した運動、(2)外膜構造維持による還元剤に対する抵抗性、(3)一般的な基質として認識されているアルカリフォスファターゼの折り畳み、について、それぞれのDsbA相同体が関与するかを調べることにより評価した。大腸菌は1コピーのDsbAしか保持していないことから、大腸菌のDsbA変異株にそれぞれの発現ベクターを導入し、DsbA依存性の表現型が相補するか否かを調べた結果、相同体Aを発現するベクターを導入した大腸菌において、全ての表現型が回復した。これらの結果より、相同体Aは新規DsbAパラログであることが示唆された。現在、免疫沈降法およびLC-MS/MSを用いた手法による相同体Aの標的タンパク質の同定を試みている。
英国中世・初期近代・近代の文献に現れた占星術概念の歴史的変遷に関する概念史的研究

西欧占星術概念の歴史的な変遷について、デジタル・データベースを駆使して実証的に研究し、英国初期近代の作家における占星術概念の変遷について新しい知見を得た。具体的には、シェイクスピア(1564-1616)、ベイコン(1561-1626)トーマス・ブラウン(1605-1682)の作品に現れる占星術概念が新しい宇宙観を反映しているかについて分析を行い、シェイクスピアの語彙においては占星術概念が古い宇宙観に基づいているのに対して、ベイコンでは新しい宇宙観の枠組みにおいて成立していること、ブラウンの場合はシェイクスピアに近いが近代的な概念としても解釈できるような使用例が若干見られることを明らかにした。本研究は、デジタル・データベースの検索機能を最大限に活用し、西欧占星術に起源をもつ概念の意味と使用コンテクストの歴史的変遷を、文学研究の手法も絡めながら概念史的な観点から網羅的に研究しようとするものである。そのためには、1OED等のOnline辞典の検索機能を利用して、西欧占星術に起源を持つ概念がどの程度あるのか網羅的に特定し、2その概念のそれぞれについて、Literature Online, Early English Books Online, British History Online, Oxford Scholarly Editions Online等のデジタル・データベースを活用して、その意味と使用コンテクストの変遷等について、文学研究的な観点も含めて解釈を施し、3それぞれの概念の歴史的な変遷にいて概念史的な観点から検討を施し、4最終的には占星術概念の歴史的な変遷について西欧世界観の変遷も視野に入れながら結論づける。平成25年度は、Liteature Onlineを購入し、時間の許す限りこのデータ・ベースからダウンロードを行い、テキストファイルとして保存し、このデータベース及び無料のデータベースを複数活用し、シェイクスピアの占星術概念の意義について、それをフランシス・ベイコン、サー・トーマス・ブラウン等、英国初期近代の代表的な知識人の占星術概念と比較し、以下の2点の新しい知見を得た。1シェイクスピアの占星術概念は、ベイコンやブラウンのそれとは対照的に古い宇宙観に基づいていること、2英国初期近代においては占星術概念の内容と使用法が新しい宇宙観と古い宇宙観の対立によって流動的な状態にあること、以上の2点である。本研究は、西欧占星術概念の歴史的な変遷について、デジタル・データベースを駆使して、実証的に検証しようとする研究である。研究対象とする時代は、中世、初期近代、近代と広範囲に渡り、対象文献も膨大であるが、平成26年度は、昨年度に引き続き、Literature Online等のデータベースからデータのダウンロードを行い、今後の研究のための一次資料の基盤整備を行った。さらに、一次資料データの基礎的な分析を行い、英国初期近代を代表する作家たちの作品において、占星術概念がどのような変遷の過程を示しているかについて、新しい知見を得た。具体的には、ウィリアム・シェイクスピア(William Shakespeare, 1564-1616)、フランシス・ベイコン(Francis Bacon, 1561-1626)サー・トーマス・ブラウン(Sir Thomas Brown, 1605-1682)の作品に現れる占星術概念(例えば、"planet", "disposition", "astrology", "astronomy"等)がどの程度新しい宇宙観を反映しているかについて分析を行い、シェイクスピアの語彙においては、これらの占星術概念が古い宇宙観に基づいているのに対して、ベイコンの著作においては、これらの概念が新しい宇宙観の枠組みにおいて成立していることを明らかにした。トーマス・ブラウンの場合は、どちらかというとシェイクスピアに近いが、新しい宇宙観に基づく近代的な概念としても解釈できるような使用例が若干見られる。結論として、これらの初期近代を代表する作家たちの作品においては、西欧占星術概念の歴史的な変遷の端緒が確認されることが明らかになった。平成27年度は、昨年度に引き続き、Literature Online等のデータ・ベースからデータのダウンロードを行い、今後の研究のための一次資料の基盤整備を行った。一次資料データの基礎的な分析を行い、英国初期近代を代表する作家たちの作品において、占星術概念がどのような変遷の過程を示しているかについて、新しい知見を得た。ウィリアム・シェイクスピア(William Shakespeare, 1564-1616)とフランシス・ベイコン(Francis Bacon, 1561-1626)の作品に現れる占星術概念の一つである"nature"の概念について分析を行い、シェイクスピアの語彙においては、この概念が古い宇宙観に基づいているのに対して、ベイコンの著作においては、それが新しい科学的な宇宙観の枠組みにおいて成立していることを明らかにした。西欧概念史の観点から見ると、"nature"の概念は、まず人間の生き方に関わる道徳的・倫理的な概念として出発し(典型的には「自然法」("The Law of Nature")の概念に現れている)、初期近代の時代に現在の「自然科学」("natural science")における"nature"の概念、即ち、道徳的・倫理的な概念とは明確に区別された知的探求の対象としての「自然」("nature")の概念が現れることになるのであるが、その端緒が英国初期近代を代表する作家であるシェイクスピアとベイコンの著作によって確認された。今後の課題としては、1近代的で科学的な"nature"概念の生成に、より古く、かつ極めて長い伝統を有する道徳的・倫理的な"nature"概念がどのように関わっていたのか(あるいは関わっていなかったのか)について、さらに詳細な検討を加えること、2二つの"nature"概念の近代的な展開についてさらに実証的な分析を行うことが必要である。

具体的には、シェイクスピア(1564-1616)、ベイコン(1561-1626)トーマス・ブラウン(1605-1682)の作品に現れる占星術概念が新しい宇宙観を反映しているかについて分析を行い、シェイクスピアの語彙においては占星術概念が古い宇宙観に基づいているのに対して、ベイコンでは新しい宇宙観の枠組みにおいて成立していること、ブラウンの場合はシェイクスピアに近いが近代的な概念としても解釈できるような使用例が若干見られることを明らかにした。西欧占星術概念の歴史的な変遷を分析するための土台となる一資料を、Literature Online等のデータベースからある程度網羅的にダウンロードできたことと、英国初期近代を代表する作家たちの作品に現れる占星術概念の分析を通して、古い宇宙観から新しい宇宙観への転換の萌芽がこれらの作家たちの作品に見られることを明らかにできたことから、「おおむね順調に進展している」と判断した。英文学今後は、Literature Online以外の多様なデータ・ベースからダウンロードを行い、文学以外の多様な文献からも一次資料の整備を行い、中世、初期近代、近代へとさらに時代を拡張させ、占星術概念もさらに多様なものを対象とすることによって、実証性をさらに向上させるとともに、説得力ある分析方法を試みてゆきたい。データベースのダウンロード作業が比較的順調に進んでおり、抽出されたデータの分析もある程度進展している。購入データ・ベースの選定が定まらず、結果としてデータ・ベースの新規購入ができなかった。平成26年度も昨年度に引き続き、新しいデータベースの購入とダウンロード、抽出データの分析を行う予定である。複数の新しいデータ・ベース購入と、データのダウンロードのための謝金等に使用する予定である。
国際法と日本法の関係-国際法の日本法に対する影響

ここ十数年の間に国際法は日本に大きな影響を与えた。日本は条約の批准にはきわめて慎重であるが、いったん条約の批准に踏み切ったときには、条約が国内で直接適用され法律に優位する制度のために、国際的義務に合わせて国内法を改正せざるをえず、実際にこのようにして重要な法改正がなされてきた。最も大きな変化は人権、特に在留外国人と女性の人権の分野で起きた。ここ数年は、外国人に関しては、公務就任権、参政権、戦後補償などの問題が、女性に関しては、夫婦別性、婚外子差別などの民法改正問題が関心を集めている。そのほか、精神障害者の処遇においても重要な改善がみられた。この分野における改善は条約の批准ではなく、国連による人権監視活動を通じてもたらされたものである。同様の手法は被疑者の処遇の改善、特に代用監獄の廃止問題についても用いられている。ただし、この分野では事態はそれほど変わっていない。日本の裁判所は、私人が日本の法令は条約や慣習国際法に抵触すると主張するときは、国内法令を無効と断定することは躊躇する傾向がある。日本の裁判所が国際法違反はないと判示した後で、国際人権法上の考慮から結局は法令が改正された例は少なくない。国際法に基づく主張は、裁判で勝利する法的武器というより、法令の改正を訴える運動に正統性を与える政治的手段としてより有効に働くといえよう。国際法が日本に大きな影響を与えたのは、日本においては国際法(条約及び慣習国際法)が法的効力をもち、法律に優位する地位を与えられているからである。本研究は、国際法と日本法の関係を包括的に考察し、国際法が日本法に与えた影響を実証的に分析するものである。ここ十数年国際法は日本に大きな影響を与えた。この分野における改善は新条約の批准ではなく、国連の人権監視機構を通じてもたらされたものである。同様の手法は被疑者の処遇の改善のためにも用いられている。人権と並んで貿易の分野においても国際法は大きな影響をもたらしている。ここ十年余りの間に日本はガット紛争処理手続において何度となく被告の側に立たされ、ガットによってガット違反を認定された。その結果、日本との貿易条件は大いに改善された。日本の裁判所は、当事者が日本の法令は条約や慣習国際法に抵触すると主張するときは、国内法を無効と断定することは躊躇する傾向がある。国際法に基づく主張は、裁判で勝利する法的武器というより、国内の法令の改正を訴える運動に正統性を与える政治的手段としてより有効に働く。本研究は、国際法と日本法の関係を包括的に考察し、国際法が日本法が与えた影響を実証的に分析するものである。

ここ数年は、外国人に関しては、公務就任権、参政権、戦後補償などの問題が、女性に関しては、夫婦別姓、婚外子差別などの民法改正問題が関心を集めている。そのほか、精神障害者の処遇においても重要な改善がみられた。この分野における改善は新条約の批准ではなく、国連の人権監視機構を通じてもたらされたものである。同様の手法は被疑者の処遇の改善、特に代用監獄の廃止問題についても用いられている。ただし、この分野では事態はそれほど変わっていない。日本の裁判所は、私人が日本の法令は条約や慣習国際法に抵触すると主張するときは、国内法令を無効と断定することは躊躇する傾向がある。日本の裁判所が日本の法令は国際法に反していないと判示した後で、国際人権法上の考慮から当該法令が改正された例は少なくない。国際法に基づく主張は、裁判で勝利する法的武器というより、国内の法令の改正を訴える運動に正統性を与える政治的手段としてより有効に働くといえよう。国際法が日本に大きな影響を与えたのは、日本においては国際法(条約及び慣習国際法)が法的効力をもち、法律に優位する地位を与えられているからである。本研究は、国際法と日本法の関係を包括的に考察し、国際法が日本法が与えた影響を実証的に分析するものである。ここ十数年の間に国際法は日本に大きな影響を与えた。日本は条約の批准にはきわめて慎重であるが、いったん条約の批准に踏み切ったときには、条約が国内で直接適用され法律に優位する制度のために、国際的義務に合わせて国内法を改正せざるをえず、実際にこのようにして重要な法改正がなされてきた。最も大きな変化は人権、特に在留外国人と女性の人権の分野で起きた。ここ数年は、外国人に関しては、最も大きな変化は人権、特に在留外国人と女性の人権の分野で起きた。この数年は、外国人に関しては、公務就任権、参政権、戦後補償などの問題が、女性に関しては、夫婦別姓、婚外子差別などの民法改正問題が関心を集めている。この分野における改善は条約の批准ではなく、国連による人権監視活動を通じてもたらされたものである。日本の裁判所が国際法違反はないと判示した後で、国際人権法上の考慮から結局は法令が改正された例は少なくない。国際法に基づく主張は、裁判で勝利する法的武器というより、法令の改正を訴える運動に正統性を与える政治的手段としてより有効に働くといえよう。国際法が日本に大きな影響を与えたのは、日本においては国際法(条約及び慣習国際法)が法的効力をもち、法律に優位する地位を与えているからである。
「造血の場」としての間葉系幹細胞から検討する血液悪性疾患の発症メカニズム

(研究目的)骨髄異形成症候群(以下MDS)は難治性の血液悪性疾患で、進行すると白血病に進展する。日本では高齢社会を背景に患者数が増加し、その対策は喫緊の課題である。造血の中心である骨髄には、血球の他に、造血を支持する間葉系幹細胞(以下MSC)が存在する。マウスではMSCの異常がMDSを引き起こすことが報告されており、MDSが骨髄環境の異常による疾患である可能性が示唆されている。本研究は、MDS患者の骨髄MSCの解析によってMDSの発症メカニズムを明らかにすることを目的とした。(研究方法)MDS患者からの骨髄液の入手については京都大学医学部附属病院倫理委員会の承認を得て行った。入手した6例のMDS患者の骨髄液を用いてMSCの分離・培養を試み、4例で分離・培養に成功した。4例の内訳は、低リスクMDS(RCMD)2例、高リスクMDS(RAEB-1, RAEB2)2例であった。MSCの分離・培養については、プラスチックディッシュに接着する細胞を継代する方法(接着法)を用いた。分離したMDS患者由来のMSC(以下MDS-MSC)と健常ドナーのMSC(以下HD-MSC)を用いて、1、CD34陽性造血幹前駆細胞(以下HSPC)との共培養実験及びフローサイトメトリー解析、2、MSCの分化誘導実験、3、マイクロアレイ法を用いた網羅的遺伝子発現解析を行った。(研究成果)1、HSPCとの共培養実験で、高リスクMDS由来のMDS-MSCと共培養した際にHSPCの増殖が有意に促進されることを確認した。2、MSCの分化誘導実験では、低リスクMDS由来のMDS-MSCでは脂肪への分化能が低下していたが、高リスクMDS由来のMDS-MSCでは上昇していた。3、遺伝子発現解析の結果、HD-MSCとMDS-HSCで有意な発現の傾向の差があり、また高リスクMDS由来と低リスクMDS由来のMDS-MSCでも差があることを見出した。現在、発現に差のある個々の遺伝子についてさらに解析を進めている。今後はさらに検体数を増やしてこれらの傾向の再現性を検討するとともに、遺伝子発現解析で変化を同定した遺伝子についてsiRNAを用いてMDS-MSCの性質が変化するかを検討する。
大気中有害化学物質に対する曝露評価モデルの開発

大気中短鎖塩素化パラフィン(SCCPs)の大気輸送モデルを用いた拡散シミュレーションを行い、測定データとの比較により大気への放出量の推定を行った。まず日本、韓国、中国からの排出量を経済統計等から見積もった。大気輸送モデルにこの第一推定値を入力して得られた大気中濃度の計算値と、日本、韓国、中国における測定値の組に対してグリーン関数を用いた統計的手法により排出量の最適化を行った。その結果、日本にも明確な排出源が存在することを示唆する結果となった。ただし、日本、韓国、中国からの排出量の最適値は、第一推定値のそれぞれ2221倍、8.5倍、38倍であり、放出源についてのさらなる検討が必要である。短鎖塩素化パラフィン(SCCPs)の汚染源を推定することを目的に、大気輸送モデルを用いたシミュレーションを行った。その際、日本、韓国、中国における大気への排出の強度と分布は統計量を基に推定するとともに、揮発の温度依存性を考慮した。また、京都市左京区において大気のサンプリングを継続的に実施した。さらに6月29日から7月3日の5日間、中国上海市において大気の24時間サンプリングを実施した。採取した試料により得られた大気中SCCPs濃度の実測値とシミュレーション結果を比較することにより汚染源に関する考察を行った。日本、韓国、中国からのSCCPs年間排出量はそれぞれ320、100、12000 t/yrとなった。京都市左京区での大気中濃度の測定値は、冬季は10 ng/m3程度であるのに対して、夏季は100 ng/m3を超える日もあり、冬季に低く夏季に高いという明瞭な季節変化が見られた。夏の上海での測定では京都の夏より1桁高く、5 μg/m3という極めて高い値が確認された。モデルでは測定値に見られる日本、韓国、中国の地域による大気中濃度の違い、京都市左京区での大気中濃度の季節変化といった特徴を再現できていた。モデルによる計算結果によれば、夏季においては大気の流れによる中国からのSCCPsの流入を強く示唆された。その一方、従来の知見によれば排出源が存在しないと考えられてきた現在の日本国内にも排出源が存在し、その規模は中国の400分の1ながら、都市部においては大気中濃度の増大する夏季においても卓越することが示唆された。大気中短鎖塩素化パラフィンの大気輸送モデルを用いた拡散シミュレーションを行い、測定データとの比較により大気への放出量の推定を行った。大気輸送モデルとして、非静力学メソスケール気象予報モデル統合型のWRF/Chemを用いた。計算領域は東アジアを含む南北3600 km、東西4500 km、空間解像度90 kmの領域1と、関西地方を含む450 km四方、空間解像度9 kmの領域2である。領域1を計算結果を領域2の境界値とすることで、東アジアにおける越境輸送と関西における微細な濃度分布を再現できるようにした。排出の分布は正しいと仮定し、日本、韓国、中国それぞれに一つずつスケールファクターを与えて、排出の強度を調整できるようにした。そのうえで、大気輸送モデルに排出の第一推定値を入力して得られた大気中濃度の計算値と、これまで日本、韓国、中国において採取した大気試料の測定値の組に対してグリーン関数を用いた統計的手法により3つのスケールファクターの最適値を定め、排出量の最適化を行った。日本、韓国、中国からの大気への年間排出量の最適値はそれぞれ115 t、68 t、33,312 tとなった。排出量の最適値を入力したモデルによる大気中濃度の計算値は、測定値の大きさと季節的変動を概ね再現できていた。中国からの排出量が突出しているが、日本にも明確な排出源が存在することを示唆する結果となった。各種統計に基づいて、日本、韓国、中国における短鎖塩素化パラフィン(SCCPs)の大気への排出の強度と分布の推定を行った。推定した排出量を大気輸送モデルに入力し、東アジアにおける大気中SCCPsのシミュレーションを行った。また、関西4地点および中国瀋陽、撫順において一週間程度の大気サンプリングを行い、大気中SCCPs濃度を測定した。大気中濃度のモデルによる計算値とサンプリングによる実測値を比較することにより、関西における大気中SCCPsの排出起源の推定を行った。国内の排出源が卓越する場合、今回測定した大気中濃度には差が見られるものと期待されたが、測定値には測定地点による顕著な差は見られず、常に3 ng m-3前後の値となった。

モデルに日本、韓国、中国からの排出を与えた場合、大気中濃度の計算値は実測値と概ね良く一致し、測定地点による差は出なかった。一方、日本からの排出のみを与えた場合は、実測値より2桁ほど値が小さくなるとともに、測定地点による差が現れた。また、筆者らは2008年の北京において大気中濃度の測定を行っており、今回関西で測定した値よりおよそ2桁大きい値であったが、モデルはこれも概ね再現できていた。さらに、瀋陽、撫順では北京より濃度が小さいことも確認した。POPs候補物質であるSCCPsは日本においては自主規制により大幅な削減が実施された。一方、中国においては近年、塩素化パラフィン全体の生産量が急激に増加しており、食品中のSCCPs含有量が激増していることが確認されている。SCCPsの大気中濃度の測定データは日本ではこれまでほとんど存在しなかったが、本研究により関西地方における特徴が明らかになった。さらに、環境中での長距離移動についての実態もこれまで不明であったが、大気輸送モデルを活用することで、大気による我が国への長距離越境汚染を示唆する結果が得られた。京都市左京区および中国上海市での大気中濃度測定、排出量の推定、大気輸送モデルの開発ともに満足のいく結果を得た。関西4地点、中国2地点での大気中濃度測定、排出量の推定、大気輸送モデルの開発ともに満足のいく結果を得た。これまでの大気中SCCPs濃度の実測値とモデルによる計算値との比較では、夏季においては中国から日本への大気による長距離輸送が卓越し、冬季においては日本国内における排出が卓越するという季節的特徴を強く示唆する結果となった。そこで平成25年度は、日本海側を中心に大気試料の採取を行う。また、韓国の研究者から、現地の大気試料の提供を受ける。平成23、24年度に採取した試料とともに分析を行い、日本、中国、韓国における大気中SCCPs濃度の測定データを蓄積する。さらに組成に関する分析を行い、それぞれの国における組成の共通点と違いを明らかにする。従来の知見によれば、大気へのSCCPs排出では金属加工油使用が卓越し、SCCPs含有製品からの放出は無視できるはずであった。ところが本研究によって、北京、瀋陽、撫順における大気中濃度の明確な差と日本国内における排出源の存在が明らかとなり、従来の知見が適用できないことが示唆された。そこで大気へのSCCPs排出源に関する更なる検討を行い、大気モデルによる試算を繰り返して計算値との比較を行うことにより、推定排出量の精度の向上を目指す。さらに大気モデルにおいては、SCCPsの成分ごとに大気中での性状の違いを考慮し、組成の再現ができるように改良を行う。平成23年度における大気中SCCPs濃度の実測値とモデルによる計算値との比較では、中国から日本への大気による長距離輸送を強く示唆する結果となった。そこで平成24年度は、西日本および中国沿岸部を中心に大気試料の採取を行う。平成23年度に採取した試料とともに分析を行い、日本、中国、韓国における大気中SCCPs濃度の測定データを蓄積する。従来の知見によれば、大気へのSCCPs排出では金属加工油使用が卓越するはずであった。
炎症の進展と寛解に関与する好中球サブセット同定への挑戦

歯周炎モデルマウスの経時的な歯周組織の解析において,好中球は歯周炎誘導期と炎症寛解期に2層性の誘導が認められる.近年,炎症寛解期に浸潤する好中球が抗炎症性サイトカインを産生することを明らかにした.そこで,炎症初期に誘導される好中球と後期に誘導される好中球では,機能的な違いがあると推察し,これまで1種とされてきた好中球に,炎症の進展に関与する“貪食"好中球および炎症の寛解に関与する“抗炎症"好中球の2つのサブセットが存在する可能性を考えた.貪食好中球と抗炎症好中球の同定により,好中球に起因する炎症機構の全容解明に繋がるとともに.好中球サブセット制御による炎症性疾患治療法の開発が可能となる.歯周炎モデルマウスの経時的な歯周組織の解析において,好中球は歯周炎誘導期と炎症寛解期に2層性の誘導が認められる.近年,炎症寛解期に浸潤する好中球が抗炎症性サイトカインを産生することを明らかにした.そこで,炎症初期に誘導される好中球と後期に誘導される好中球では,機能的な違いがあると推察し,これまで1種とされてきた好中球に,炎症の進展に関与する“貪食"好中球および炎症の寛解に関与する“抗炎症"好中球の2つのサブセットが存在する可能性を考えた.貪食好中球と抗炎症好中球の同定により,好中球に起因する炎症機構の全容解明に繋がるとともに.好中球サブセット制御による炎症性疾患治療法の開発が可能となる.
グラフ描画アルゴリズムとそのWeb情報検索への応用

(1)平面的グラフの折れ曲がりなし直交描画問題について,グラフが3連結立方グラフの細分であれば,折れ曲がりなし直交描画を線形時間で求めることのできるアルゴリズムを与えた.(2)直並列グラフの直交描画で折れ曲り数最少のものを求める線形アルゴリズムを開発した.(3)平面グラフの格子凸描画において,別個に研究されてきた標準分解,リアライザ,シュナイダーラベリング,順序つき全域木がすべて同等であることを証明した.(4)VLSIレイアウトに平面グラフの内部矩形描画が応用できる.与えられた平面グラフが内部矩形描画できるかどうか判定し,できるならば内部矩形描画を高速に求めるアルゴリズムを与えた.(5)電力供給問題のモデル化であり,一般には強NP困難問題として知られる,需要・供給付きグラフの分割問題について研究し,分割数を最少・最多にする問題,および指定された個数の連結成分への分割を求める問題に対して,グラフが木(または部分k-木)であるときに厳密解を求める多項式時間(または擬似多項式時間)アルゴリズムを与えた.(6)購入した計算機を用いてウェブ文書データを解析し,サイトのデータを抽出し,このデータからサイトを点とするサイト間グラフを構築した.さらに,サイト間グラフの特徴を利用して,著名な情報検索手法であるmax-flow based methodの品質を大幅に改善する手法を確立し,実験によってその性能を検証した.1申請者らによってこれまでに得られた成果を中心にして,グラフ描画の理論とアルゴリズムを集大成して,英文の成書"Planar Graph Drawing"を執筆し,World Scientific社からLecture Notes Series on Computing Vol.12として出版した.2購入したパーソナルコンピュータを用いて,各面の面積が指定された平面グラフを,外面が長方形,内面が水平・垂直線分のみからなる八角形に描画するアルゴリズムを実装し,その実用性を検証した.また,VLSIレイアウトにこのアルゴリズムを適用した場合,対応するVLSIを設計しやすくするためには八角形ができるだけ幅の細い部分を持たないようにした方が良いが,様々なヒューリスティクスを用いて,これを可能にした.3平面グラフの格子凸描画において,別個に研究されてきた標準分解,リアライザ,シュナイダーラベリング,順序つき全域木がすべて同等であることを証明した.4直並列グラフの折れ曲がりなし直交描画の線形時間アルゴリズムを開発した.5外面の形がおおよそ指定された,次数が4以下の平面グラフの内部矩形描画が可能なための必要十分条件と,多項式時間(点数の約1.5乗に比例)アルゴリズムを与えた.6ウェブ文書データを解析し,申請者らが提案したフィルタと呼ばれる手法によって,サイトのデータを抽出した.また,このデータから構築されたウェブグラフ(ページを点とする)とサイト間グラフ(サイトを点とする)両方の上で,著名な情報検索手法であるmax-flow based methodによる実験を繰り返し,サイト間グラフがこの手法にきわめて有効であることを示した.(1)平面的グラフの折れ曲がりなし直交描画問題について,グラフが3連結立方グラフの細分であれば,折れ曲がりなし直交描画を線形時間で求めることのできるアルゴリズムを提案した.(2)直並列グラフの直交描画で折れ曲り数最少のものを求める線形アルゴリズムを開発した.(3)平面グラフの格子凸描画において,別個に研究されてきた標準分解,リアライザ,シュナイダーラベリング,順序つき全域木がすべて同等であることを証明した.(4)電力供給問題のモデル化であり,一般には強NP困難問題として知られる,需要・供給付きグラフの分割問題について研究し,分割数を最少・最多にする問題および与えられた数の分割を求める問題に対して,グラフが木(または部分k-木)であるときに厳密解を求める多項式時間(または擬似多項式時間)アルゴリズムを提案した.(5)不正コピーを防ぐ目的で作成された電子透かしに対して,複数の犯罪者が結託して電子透かしの一部を発見・改ざんするという結託攻撃が問題になっている.本研究では,結託攻撃に対する電子透かしの安全性を評価する手法を提案し,犯罪者を特定できる条件を示すことに成功した.(6)購入した計算機を用いてウェブ文書データを解析し,サイトのデータを抽出し,このデータからサイトを点とするサイト間グラフを構築した.さらに,サイト間グラフの特徴を利用して,著名な情報検索手法であるmax-flow based methodの品質を大幅に改善する手法を確立し,実験によってその性能を検証した.(1)平面的グラフの折れ曲がりなし直交描画問題について,グラフが3連結立方グラフの細分であれば,折れ曲がりなし直交描画を線形時間で求めることのできるアルゴリズムを与えた.(2)直並列グラフの直交描画で折れ曲り数最少のものを求める線形アルゴリズムを開発した.(3)平面グラフの格子凸描画において,別個に研究されてきた標準分解,リアライザ,シュナイダーラベリング,順序つき全域木がすべて同等であることを証明した.(4)VLSIレイアウトに平面グラフの内部矩形描画が応用できる.与えられた平面グラフが内部矩形描画できるかどうか判定し,できるならば内部矩形描画を高速に求めるアルゴリズムを与えた.(5)電力供給問題のモデル化であり,一般には強NP困難問題として知られる,需要・供給付きグラフの分割問題について研究し,分割数を最少・最多にする問題,および指定された個数の連結成分への分割を求める問題に対して,グラフが木(または部分k-木)であるときに厳密解を求める多項式時間(または擬似多項式時間)アルゴリズムを与えた.(6)購入した計算機を用いてウェブ文書データを解析し,サイトのデータを抽出し,このデータからサイトを点とするサイト間グラフを構築した.

さらに,サイト間グラフの特徴を利用して,著名な情報検索手法であるmax-flow based methodの品質を大幅に改善する手法を確立し,実験によってその性能を検証した.(1)平面的グラフの折れ曲がりなし直交描画問題について,グラフが3連結立方グラフの細分であれば,折れ曲がりなし直交描画を線形時間で求めることのできるアルゴリズムを与えた.(2)直並列グラフの直交描画で折れ曲り数最少のものを求める線形アルゴリズムを開発した.(3)平面グラフの格子凸描画において,別個に研究されてきた標準分解,リアライザ,シュナイダーラベリング,順序つき全域木がすべて同等であることを証明した.(4)VLSIレイアウトに平面グラフの内部矩形描画が応用できる.与えられた平面グラフが内部矩形描画できるかどうか判定し,できるならば内部矩形描画を高速に求めるアルゴリズムを与えた.(5)電力供給問題のモデル化であり,一般には強NP困難問題として知られる,需要・供給付きグラフの分割問題について研究し,分割数を最少・最多にする問題,および指定された個数の連結成分への分割を求める問題に対して,グラフが木(または部分k-木)であるときに厳密解を求める多項式時間(または擬似多項式時間)アルゴリズムを与えた.(6)購入した計算機を用いてウェブ文書データを解析し,サイトのデータを抽出し,このデータからサイトを点とするサイト間グラフを構築した.さらに,サイト間グラフの特徴を利用して,著名な情報検索手法であるmax-flow based methodの品質を大幅に改善する手法を確立し,実験によってその性能を検証した.
弾性定数からみた環境調和型圧電材料での高圧電性の創出

超音波厚さ計によりリラクサ圧電単結晶とセラミックスの音速を測定した。その結果、ドメインバウンダリーと結晶粒界が弾性定数により評価できた。DC分極による単結晶中のドメインバウンダリーの減少は総ての弾性定数を低下させた。一方、セラミックス中の結晶粒界は分極により、ヤング率(Y)・剛性率(G)の減少とポアソン比(σ)・体積弾性率(K)の増加に寄与した。弾性定数の分極処理による挙動は、両バウンダリー(粒界)で機械的な応力が吸収されることによる。圧電性の起源は単結晶では低K,σ、高Y,G、更に、セラミックスではドメイン配向に伴う結晶粒配向による高σ,K、更に、低Y,Gに原因があることが明らかになった。我々は高周波超音波が発振可能な超音波厚さ計により、圧電セラミック円板の厚み方向へ伝搬する縦波・横波速度を測定し、その弾性定数(ヤング率・ポアソン比等)を簡便に求める方法を開発している。本方法をこれまで1チタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスでの焼成雰囲気効果(焼成プロセスの解析)、2未分極セラミック円板のDC分極電界依存(分極プロセスの解析)及び3弾性定数の観点からの高圧電性をもつ非鉛系圧電材料の組成探索(組成探索法の開発)へ展開してきた。今回、焼成プロセス、特に、焼成温度の異なるチタン酸バリウム圧電セラミックスの縦波・横波速度及び弾性定数を測定し、焼成温度と圧電・弾性定数との関係を明らかにした。チタン酸バリウム(BT)原料として粉末粒子径の異なる2種類、BT02(平均粒子径0.2 μm)とBT05(平均粒子径0.5 μm)とを用い、1,300-1,350°C(BT02)及び1,300-1,360°C(BT05)で2時間焼成後、60°C, 2.0 kV/mm, 30 minでDC分極処理を行った。誘電・圧電特性を測定後、超音波厚さ計により、円板試料の縦波速度(VL)・横波速度(VS)を測定し、ヤング率(Y)・ポアソン比(σ)を求め、その焼成温度依存を調べた。分極前後のVL・VS・Y・σの焼成温度依存より、VLは分極処理の有無によらずBT02では1,340°Cでピークを取るが、BT05では単調に増加する。この結果は径方向の電気機械結合係数(kp)の焼成温度依存と同傾向であった。一方、VSはBT02, BT05共単調に上昇するが、分極後、BT02では全温度範囲、BT05では1,320°C以上で低下した。これは1,320°C以上でのkpの急激な上昇に対応していた。又、Yは焼成温度と共に上昇したが、1,320°C以上で分極後低下した。更に、σはkpが上昇する焼成温度範囲(>1,320°C)で分極後、大幅に上昇した。以上の結果は、これまでの検討結果と一致し、kpの上昇はYの低下、σの上昇に繋がっていた。【研究目的】高周波超音波が発振可能な超音波厚さ計により、医療探触子用リラクサ単結晶板[(100)面0.70Pb(Mg1/3Nb2/3)TiO3-0.30PbTiO3{PMNT70/30}]の音速測定を行い、板面内の強誘電体ドメインと弾性定数及び誘電・圧電特性との関係を明らかにする。【研究方法】PMNT70/30圧電単結晶板(長さ20.7×幅14×厚さ0.39 mm)の厚み方向(分極方向)に伝搬する縦波(周波数30 MHz)・横波(20 MHz)を発信するPZTトランスデューサからなる超音波厚さ計(オリンパス製35DL)で単結晶板での縦波速度(VL)、横波速度(VS)の測定を行い、これらから弾性定数(ヤング率・ポアソン比・剛性率・体積弾性率)を求めた。単結晶板は6枚、一枚当たりの測定箇所は6点で、合計36点の測定を行った。更に、圧電特性(インピーダンス周波数応答等)の測定と共に透過型光学顕微鏡により面内の強誘電体ドメインを観察した。【研究結果】単結晶板の厚み振動電気機械結合係数ktは、kt=63.1%,標準偏差σ=0.25%(測定枚数n=6 pcs)と極めて小さく、医療探触子用振動子として適していることが明らかとなった。一方、面内6点でのVL, VSの面内バラツキを調べたところ、最大・最小幅が数m/s(4 pcs)のものと数10-100m/s(2 pcs)のものに分かれた。このことから単結晶板の音速測定により、誘電・圧電定数(kt等)では評価できない単結晶面内のドメインの分布や均一性が音速測定により、評価できた。更に、弾性定数のの面内変動は、インピーダンスの周波数応答及び顕微鏡によるドメイン観察結果とも一致していた。これまで実施してきた鉛系及び非鉛系圧電セラミックスでの音速測定方法が単結晶板にも適用できることが明らかとなった。音速から求めた単結晶板の弾性定数が誘電・圧電定数に加えて、同時に測定可能となり、両者の比較より、セラミックスも含めた圧電材料における高圧電性の起源が解明できつつある。

(100)0.70Pb(Mg1/3Nb2/3)TiO3-0.30PbTiO3(PMNT70/30)圧電単結晶板(長さ20.7×幅14.0×厚さ0.39 mm)及びPMNT70/30圧電セラミック円板(直径20×厚さ1.0 mm)の厚み方向(分極方向)に伝搬する音速[縦波(VL)・横波(VS)]を測定した。測定には縦波(周波数30/20 MHz)・横波(20/5 MHz)を発振するPZTトランスデューサからなる超音波厚さ計(オリンパス製35DL)を用い、音速より弾性定数[ヤング率(Y)・ポアソン比(σ)・剛性率(G)・体積弾性率(K)]を求めた。単結晶板6サンプルの面内6ヶ所、合計36ヶ所でのY, σと圧電d33定数との関係を調べた。4枚の単結晶板ではVL, VSのバラツキは殆どなく、一方、他2枚ではVL, VSのバラツキが見られた。Y, σvs. d33から弾性定数に関して、ドメイン配列の異なる2グループ(単一ドメインと配向ドメイン配列)に分かれた。これらバラツキはインピーダンスの周波数特性及び透過型光学顕微鏡クロスニコル下での面内の不均一からも確認できた。このことは面内に結晶粒界に対応するようなドメイン境界が存在することを意味し、Y (G)の増加、σ(K)の減少に相当していた。PMNT70/30圧電単結晶板、PMNT70/30セラミック円板の音速と電気機械結合係数kとの関係より、PMNTセラミックスでは単結晶に比べ、VLは100 m/s, VSは1,000 m/s低下した。これら変化は結晶粒界の導入によるものと考えられ、Y, Gの低下、σ, Kの上昇に繋がっていた。更に、σは分極前後でPMNT単結晶では0.00(前)→0.16(後)、PMNTセラミックスでは0.36(前)→0.40(後)となり、弾性定数の観点からも圧電性発現のメカニズムが異なることを示唆していた。超音波厚さ計によりリラクサ圧電単結晶とセラミックスの音速を測定した。その結果、ドメインバウンダリーと結晶粒界が弾性定数により評価できた。DC分極による単結晶中のドメインバウンダリーの減少は総ての弾性定数を低下させた。一方、セラミックス中の結晶粒界は分極により、ヤング率(Y)・剛性率(G)の減少とポアソン比(σ)・体積弾性率(K)の増加に寄与した。弾性定数の分極処理による挙動は、両バウンダリー(粒界)で機械的な応力が吸収されることによる。圧電性の起源は単結晶では低K,σ、高Y,G、更に、セラミックスではドメイン配向に伴う結晶粒配向による高σ,K、更に、低Y,Gに原因があることが明らかになった。我々の開発した手法が材料開発でなく、圧電セラミックス製造プロセスへ適用できることを明らかにした。これまで焼成プロセスの解析はセラミックス物性(バルク密度・焼結度合・セラミックスの微構造等)や誘電・圧電測定に因ったが、本手法を使うことにより、これらを総て含んだ材料定数(弾性定数)により評価できることが明らかとなった。更に、従来ノウハウ的要素が強かった焼成プロセスを科学的に解析できることが分かった。鉛系及び非鉛系圧電セラミックスと圧電単結晶との弾性定数を比較することにより、両者に共通の強誘電体ドメイン境界や結晶粒界の役割が解明できる可能性が出てきた。これらの結果をもとに、新規な環境調和型圧電材料の開発指針を明らかにしたい。工学「圧電性発現の起源探求ーポアソン比及び体積弾性率による圧電材料の材料設計ー」を取り上げる。ニオブ酸アルカリ、チタン酸アルカリビスマス及びチタン酸バリウムからなる非鉛系圧電セラミックス、PZT及びチタン酸鉛で代表される鉛系圧電セラミックス、更に、高圧電性をもつ鉛系リラクサ圧電単結晶での縦波・横波音速を測定することにより、材料定数、特にポアソン比及び体積弾性率を求め、これらと電気機械結合係数の関係を明らかにする。