hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳ミトコンドリア障害のPETによるin vivo評価法とトレーサーの開発

4)脳グルコース利用率の分布と類似していたが、正常脳の集積が低く、脳グルコース利用率が高くなる脳内の悪性腫瘍をより明瞭に描出する可能性があった。C.まとめ:^<11>C-Pyruvateをトレーサーとして静注しPET scanを行い20分以降の集積を評価することによりin vivoでの脳ミトコンドリア機能の低下部位(病巣)の描出が可能であった。目的ミトコンドリア機能評価のためのPETトレーサーを作成し、神経細胞や脳スライスの培養系において、それらが有用であるか否かを検討する。具体的検討項目1.ミトコンドリアエネルギー産生能の指標としての11C-Pyruvateの有用性・安定性2.ミトコンドリア膜電位の指標としての11C/18F-Rhodamine123の可能性結果および成果ラットの培養海馬神経細胞と培養海馬スライスにて、ミトコンドリア呼吸鎖抑制剤(FCCPおよび3-ニトロプロピオン酸)を投与し、ミトコンドリア障害のモデルを確立するために実験を行った。その結果、FCCPは1-10μMで、3-ニトロプロピオン酸は5-10mMで用量依存的に細胞壊死に至る変化が起こり、この時蛍光色素(Rhodomine123)で評価した膜電位は約20分以内に傷害されていることが明らかとなった。すなわち、この系を用いることによりミトコンドリア機能障害を評価する培養系のモデルが確立された。さらに、Rhodamine123によりミトコンドリア膜電位が測定可能であり、蛍光色素のRhodamine123に11Cまたは18Fを置換すればPETのトレーサーとして使用しうる可能性が高くなった。しかし、11Cか18Fのいずれが良いのかは現時点では未確定であり、次年度の課題とした。一方11C-Pyruvateは、浜松ホトニクス中央研究所PETセンターで合成を試み、最終濃度が10mMとなるようにPhosphate buffer(pH3)に溶解し、安定した化合物として得られるようになった。しかし、現時点では、蛍光色素で判定したミトコンドリア機能に一致する評価が得られるかどうかを検定するまでには次年度引き続き検討を要する。まとめミトコンドリア機能障害を評価する我々の培養系モデルを確立し。これによって、11C/18F-Rhodamine123は、PETトレーサーとして使用できる可能性があると考えられた。また、実験に耐えうる11C-Pyruvateを合成した。A.目的脳ミトコンドリア機能評価のためのPETトレーサーを作成し、その有効性を検討する。B.具体的検討項目2.Rhodeamine123を^<11>Cか^<18>Fでラベルし、トレーサーとしての可能性を検討する。C.結果および成果1.培養神経細胞での検討前年度に確立したミトコンドリア機能障害を評価する我々の培養系モデルを用い、ラット海馬培養神経細胞にミトコンドリア呼吸阻害剤としてFCCP(10μM)を20分間投与し^<11>C-Pyruvate投与後の取り込みの変化をイメージングプレートで読み取り検討した。蛍光色素によるミトコンドリア機能では同時間内にミトコンドリア膜電位の障害を検出でき、^<11>C-Pyruvateでは取り込みの低下として検出できた。同様の系で^<18>F-Fluorodeoxyglucose(FDG)を投与し検討すると、嫌気性解糖が亢進していると考えられた。以上より^<11>C-Pyruvateにより培養神経細胞のミトコンドリア障害が検出が可能であると考えられた。2.動物モデルでの検討
睡眠時の鼻呼吸閉塞に対する病態生理的解明 -nasal cycleの検討-

鼻呼吸障害があり夜間に無呼吸が認められる人も鼻手術後には、鼻腔の通気性が有意に改善すると睡眠構築、日中の眠気が有意に改善した.夜間のnasal cycleは昼間活動時に比べて回数が少なく、周期が有意に長かった.鼻呼吸障害があり夜間に無呼吸が認められる人も鼻手術後には、鼻腔の通気性が有意に改善すると睡眠構築、日中の眠気が有意に改善した.夜間のnasal cycleは昼間活動時に比べて回数が少なく、周期が有意に長かった.Kayser(1895)は、安静状態で左右の鼻粘膜が交互に腫脹・退縮を繰り返すことを発見し、これをnasal cycleと名付けた。しかし最近までこのnasal cycleが夜間にどのようになっているのかは謎であった。今回、長期装用できるnasal cycle装置がRhinometrics社から開発されるにあたり、通常の鼻呼吸を行えている人と、行えていない人とではnasal cycleがどのように変わるかを、昼間・夜間にわたってどのようにちがうのか検討する予定をたてている。まずは、通常、鼻呼吸を行えており、鼻鏡検査にて左右鼻腔に極端な差を認めない健常人10人(24歳-37歳平均年齢29.6±8.7歳男性8人、女性2人)に対し、検査同意を得た上で夜間nasal cycle測定装置(Rhinometrics社製)を持ち帰らせ、任意の時間から24時間左右鼻孔に装着するように指示し、夜間睡眠を含め日常生活下での左右別の呼吸流量を観察した。覚醒時にnasal cycleを認めた者は6名、認めなかった者は4名であった。また覚醒時にnasal cycleをみとめたものは,夜間時もnasal cycleを認めた。また各nasal cycle周期の平均時間は106分であった。nasal cycleは個々にかなりのバリエーションがあり、これらをいかに分類するかは今後の検討課題と言える。かつ側臥位からの圧迫による鼻腔粘膜への反射も特に夜間睡眠時においてはこれらの検査結果にかかわる重要なFactorでありこれらをいかに処理するかは大事な要素と考えられた。これらの点を踏まえ、鼻呼吸障害や睡眠時無呼吸患者の人にまで研究対象をのばし今後nasal cycleの夜間動態についてより研究をすすめる方針である。Kayserが、1895年に安静状態にて左右の鼻粘膜が交互に腫脹・退縮を繰り返すということを発見し、それをnasal cycleと名づけて以来、それらの研究は主に昼間時において発展した。今回、これを長時間携帯できるRhinometrics社製のnasal cycle測定装置を使い夜間就寝時においてのnasal cycleのなぞを究明する目的にて今回研究がスタートした。前年度は鼻閉なく鼻内内視鏡所見においても左右鼻腔において強い差をみとめない健常人10人(平均年齢29.6±8.7歳)に対し、夜間睡眠を含め日常生活下でのnasal cycleを長時間記録した。昼夜間にNasal cycleを認めた者は6名であり、これらのnasal cycleは、全例、夜間就寝時のほうが昼間活動時にくらべてnasal cycleの周期が短くなることを確認した(夜間就寝しているかどうかはActigraphにて確認)。今年度はその上に、鼻閉があり鼻内内視鏡所見においても鼻中隔彎曲を認め、かつ肥厚性鼻炎などにより鼻腔がせまい人にたいして3人の昼夜間のnasal cycleを計測した。3人とも交互に左右鼻腔の腫脹・退縮を繰り返すnasal cycleを認めた。しかし健常人とのnasal cycleでの周期の時間のあきらかな差などは認めなかった。今年最後の1年にて鼻閉および無呼吸のある患者をより集め、夜間のnasal cycleを計測し、健常人とのnasal cycleにおける差異の有無を統計学上明らかにしてゆきたい。1)形態的に鼻閉が強く鼻呼吸障害のある人達に対し、鼻手術前後にてpolysomnographyにより呼吸形態および睡眠構築の変化を調べた。その結果、鼻手術後に鼻腔通気度が有意に改善したと同時に睡眠構築も%stage1が減少、%stage2、%REMが有意に増加。睡眠効率、全睡眠時間も有意に増加した。よって鼻呼吸障害が改善することによって睡眠の質も向上することが示唆された。また日中の活動度も術前後でEpworth Sleepiness Scaleにて検討し鼻呼吸障害が改善されることで日中の眠気が有意に改善されることが示唆された。2)鼻閉、いびき、無呼吸がなく通常眠っているとき鼻呼吸である(事前に簡易呼吸モニターにてOSASが無いことを確認)健常人20人について昼間活動時と夜間にネーザルサイクルの変化を調べ、その違いを検討した。それらの検討から以下のことが明らかになった。(1)睡眠中にnasal cycleの交代は20例中16例に認め、合計で21回(5例は2回、11例は1回)の交代点があった。(2) 24時間中の平均nasal cycle数は10.0±4.1回で、平均周期は160.5±63.5分だった。(3)睡眠関連のnasal cycleは平均276.3±140.2分で、一方、覚醒時のnasal cycleは平均130.2±46.3分だった。(4)睡眠関連のnasal cycleは覚醒時のnasal cycleと比較し、その周期が有意に長かった。
酸化物半導体を用いた透明ダイオードの開発とエナジーハーベスティング回路への応用

本研究では、pn接合やショットキー型の接合を用いずに酸化物ワイドバンドギャップ半導体でかつ透明な酸化亜鉛(ZnO)を用いてナノ構造を有する完全透明なプレーナ型のダイオードを開発することを目的とした。さらに応用展開として、電波を用いた高周波タグのデータを非接触で読み書きするRFID(Radio frequency identifier)システムや、マイクロ波を直流電流に整流変換するアンテナであるレクテナ(Rectifyingantenna)へ利用することで、無線LANのような微弱電波やマイクロ波エネルギーを高効率で電流に常時変換できるエナジーハーベスティング回路への応用を目指した。平成30年度はチオフェン系導電性高分子PEDOT:PSSを用いてZnO薄膜とのショットキーバリアダイオード(SBD)を作製し、整流特性の改善とフレキシブル化への展開を検討した。PEDOT:PSSは塗布回数で膜厚および導電性を制御できることが分かった。また、n層にZnO薄膜と単結晶ZnOに用いて100°C以下のデバイスプロセスによりSBDを作製してその特性比較を行った。それらの結果から、ある程度のn層の膜厚と界面の平坦性制御が重要であることが分かった。他方、ダイオードやレクテナのフレキシブル化を念頭に、シクロオレフィンポリマー(COP)をフレキシブル基板とする酸化亜鉛(ZnO)薄膜トランジスタ(TFT)の作製プロセスを開発し、曲げ耐性試験及びTFTの特性変化のメカニズムについて詳しく調査した。繰り返しの曲げ耐性試験では,曲率半径5mmで100回の繰り返しでもTFTは安定に動作したことから、有機材料並みの柔軟性を有することが明らかになった。今後、柔らかいフィルム素材の上に酸化物半導体を形成する技術は、新しいセンシング技術、ウエラブルセンサなど人間の生体情報を計測する技術への応用も期待できる。本研究では、pn接合やショットキー型の接合を用いずに酸化物ワイドバンドギャップ半導体でかつ透明な酸化亜鉛(ZnO)を用いてナノ構造を有する完全透明なプレーナ型のセルフスイッチングダイオード(Self-Switching Diode; SSD)を開発することを目的とする。さらに応用展開として、電波を用いた高周波タグのデータを非接触で読み書きするRFID(Radio frequency identifier)システムや、マイクロ波を直流電流に整流変換するアンテナであるレクテナ(Rectifying antenna)へ利用することで、無線LANのような微弱電波やマイクロ波エネルギーを高効率で電流に常時変換できるエナジーハーベスティング回路への応用を目指す。平成28度は酸化亜鉛薄膜の室温形成とその特性向上、デバイスプロセスの簡略化、素子構造と整流比の改善を目的として、MIS構造を有するセルフスイッチングダイオード(MIS-type SSD)を作製し、その電流-電圧特性や整流比を評価した。プラスチックのような熱に弱い基板にも応用できるように、基板加熱せずにガラス基板上にZnO薄膜を成膜し、MIS型SSDの作製を行った。プロセスの観点から、従来のプレーナ型SSDでは電子ビームリソグラフィを用いていたため作製プロセスが複雑であったが、フォトリソグラフィを用いることにより加工プロセスが簡略化された。電気特性の観点から、MIS型SSDは薄膜トランジスタ(TFT)構造と類似する構造を持ち、TFTの大きなオン-オフ比を整流特性に反映できることから、ゲートとソースを導通させたことで容易にダイオード特性が得られた。作製されたMIS型ZnO-SSDの電流-電圧特性から、最大電流値7.0mA/mm、6桁以上の整流比が得られ、我々が以前報告したZnO-SSDと比べ、整流特性が大きく改善された。本研究の目的は、酸化物ワイドバンドギャップ半導体でかつ透明な酸化亜鉛(ZnO)を用いてナノ構造を有する完全透明なプレーナ型のセルフスイッチングダイオード(Self-Switching Diode; SSD)を開発することである。薄膜の成長については、パルスレーザーアブレーションを用いた室温成膜において成長条件の最適化によりガラス基板上、プラスチック基板上ともに比較的移動度が高く、濃度制御されたZnO薄膜が得られることが分った。得られた薄膜を用いてL溝を有するSSDやゲート制御型のデバイスを作製し、その電気特性を評価した。作製したMIS型ZnO-SSDの電流-電圧特性から、大きな整流比が得られることを明らかにした。今後、構造の最適化を進めながら特性向上を図る必要もあるが、概ね初年度の目標は達成された。平成29年度はMIS構造を有するセルフスイッチングダイオード(MIS-type SSD)を作製し、その電流-電圧特性や整流比を評価した。将来、プラスチックのような熱に弱い基板にも応用できるように、基板加熱せずにガラス基板上にZnO薄膜を成膜し、MIS型SSDの作製を行った。MIS型SSDはTFT構造と類似する構造を持ち、TFTの大きなオン-オフ比を整流特性に反映できることから、ゲートとソースを導通させたことで容易にダイオード特性が得られた。

作製されたMIS型ZnO-SSDの電流-電圧特性から、最大電流値7.0 mA/mm、6桁以上の整流比が得られ、我々が以前報告したZnO-SSDと比べ、整流特性が大きく改善された。また、フレキシブルTFTの作製プロセスを用いて自在に曲がる整流素子の作製を試みた。作製したSSDにおいて曲率15 mmの曲げに対してもフラットな状態と比べてほぼ整流比の低下はなく、フレキシブルなMIS-type SSDの作製にも成功した。MIS構造を有するセルフスイッチングダイオード(MIS-type SSD)を作製し、その電流-電圧特性や整流比を評価した。将来、プラスチックのような熱に弱い基板にも応用できるように、基板加熱せずにガラス基板上にZnO薄膜を成膜し、MIS型SSDの作製を行った。MIS型SSDはTFT構造と類似する構造を持ち、TFTの大きなオン-オフ比を整流特性に反映できることから、ゲートとソースを導通させたことで容易にダイオード特性が得られた。作製されたMIS型ZnO-SSDの電流-電圧特性から、最大電流値7.0mA/mm、6桁以上の整流比が得られ、我々が以前報告したZnO-SSDと比べ、整流特性が大きく改善された。他方、シクロオレフィンポリマー(COP)をフレキシブル基板とする酸化亜鉛(ZnO)薄膜トランジスタ(TFT)の作製プロセスを開発し、曲げ耐性試験及びTFTの特性変化のメカニズムについて詳しく調査した。COPは有機系の薬品耐性があり表面平坦性に優れていることからTFT作製において従来のフレキシブル基板と比較しても同等またはそれ以上の優位性があることを示された。曲げ耐性試験においては、約7 mmの曲率半径で端子抵抗が増大し、これは下地のSiO2バッファ層が破断することによるZnO膜の延伸変形が要因であることが示唆された。その解決方法として、表面ひずみに関する考察を行い、基板の厚みを薄くすることで特性劣化を防ぐことができることを明らかにした。プロセス最適化とともに基板の厚さを25μmまで薄くすることで曲率半径3mmまでの曲げ耐性を持ったTFTの作製に成功した。このフレキシブルトランジスタの加工技術を用いて、フレキシブルなMIS-type SSDの作製にも成功している。今後、構造の最適化を進めながら特性向上を図る必要もあるが、概ね年度の目標は達成された。本研究では、pn接合やショットキー型の接合を用いずに酸化物ワイドバンドギャップ半導体でかつ透明な酸化亜鉛(ZnO)を用いてナノ構造を有する完全透明なプレーナ型のダイオードを開発することを目的とした。さらに応用展開として、電波を用いた高周波タグのデータを非接触で読み書きするRFID(Radio frequency identifier)システムや、マイクロ波を直流電流に整流変換するアンテナであるレクテナ(Rectifyingantenna)へ利用することで、無線LANのような微弱電波やマイクロ波エネルギーを高効率で電流に常時変換できるエナジーハーベスティング回路への応用を目指した。
帝国日本の「外地」中等教員ネットワーク

本研究では『広島高等師範学校一覧』に記載された卒業生の勤務先をデータベース化し、明治期から日中戦争勃発前にかけての広島高等師範学校出身者の「外地」への赴任を通して教員ネットワークの形成過程を分析した。この作業を通して「内地」と「外地」を地域横断的に捉える視座を提示することができた。こうして、帝国日本の勢力圏内において広島高師の卒業生ネットワークが形成されていく状況を具体的に明らかにすることができた。本研究の知見によって、これまで地域史としてそれぞれの研究分野で完結しがちであった研究状況に風穴を開けることができたと考える。初年度の本年は、共同研究打ち合わせと研究データの作成を中心に実施した。前者について、2014年4月12日に明治大学駿河台キャンパスに於いて初回打ち合わせを行い、以下の日程で打ち合わせを行った。5月8日(明治大学)6月5日(東京大学教育学部)7月24日(東京大学教育学部)8月8日(東京大学教育学部)8月18日(東京大学教育学部)9月1日(明治大学)9月23日(東京大学教育学部)10月23日(日本大学文理学部)11月10日(東京大学教育学部)11月20日(東京大学教育学部)12月12日(東京大学教育学部)2015年1月23日(東京大学教育学部)2月26日(東京大学教育学部)以上の打ち合わせの結果、広島高等師範学校に焦点を当て、帝国日本の中等教員ネットワーク形成を検討することとなった。さらに、山東省青島を対象に公立学校教員が日本の敗戦後に中華民国南京国民政府にどのように接収されたのか検討した。その成果は山本一生「中華民国期山東省青島における公立学校教員ー「連続服務教員」に着目してー」『史学雑誌』(第123編第11号、2014年)として発表した。研究データの作成に関しては、収集した『広島高等師範学校学校一覧』の卒業生名簿(1906年から37年)をデータ化した。この作業により、帝国日本の「外地」に転出した卒業生の具体的な足跡を、学部ごとや地域ごとに追うことが出来た。その結果、歴史地理学部と博物学部が「外地」への転出率が高く、人数としては朝鮮が最多であったことが判明した。二年目の本年は、初年度に引き続き共同研究打ち合わせと資料収集を行った。共同研究打ち合わせの日程は以下の通りである。2015年4月10日17:0019:00、2015年5月25日18:4021:00、2015年6月19日18:4021:00、2015年7月24日18:4021:00、2015年8月7日19:0021:00、2015年8月23日19:0021:00、2015年10月16日19:0021:00、2015年11月27日19:0021:00、2015年12月23日19:0021:00、2016年1月25日15:0019:00、2016年3月4日13:0017:00、以上全て東京大学本郷キャンパスにて会合を行った。また、以下の日程で調査出張を行った。2015年5月3日5月4日:東京都五日市、南方占領地に於ける戦時下プロパガンダに関わった人物の遺族宅を訪問し、関係資料を収拾した。2015年9月6日9月13日:中国山東省青島、中国海洋大学において新聞伝播及び文学院の修斌教授を訪問し、近年の中国における大学状況について情報の提供を受けた。また同期間中に青島市档案館にて戦時下から国共内戦期の教員名簿を調査した。2015年9月13日17日:香港、香港中文大学において余國良中国文化研究所助理所長を、香港大学において李培徳教授を、香港理工大学において李凱琳導師を訪問し、中国および香港での中国史研究事情に関して情報の提供を受けた。第一に、共同研究打ち合わせを毎月一回以上開催することができた。第二に、国内外の関係諸機関で資料調査を行い、専門家より知見を得ることができた。公立「近代学校」の特徴の一つとして、教師は教育職員として資格を有し、かつ定期的に勤務校を異動することにある。では、帝国日本の版図拡大と教員ネットワーク形成との関係はいかなるものであったのか。そこで本研究は、広島高等師範学校(以下広島高師と略記する)の『広島高等師範学校一覧』(以下単に『学校一覧』とする)を用いて広島高等師範学校出身者による「外地」中等教員ネットワークの形成過程を分析した。広島高師を研究対象とした理由は、広島高師が新設校を中心に学閥を形成していったという先行研究の指摘を踏まえたためである。そこで、教員の移動というネットワーク形成を軸に「内地」と「外地」を一体として捉えることで、帝国日本の版図拡大と「内地」の教員養成校による新規教員市場の開拓との関係を考察した。そして、本研究では帝国日本の版図拡大と教員ネットワーク形成との関係はいかなるものであったのか検討した。分析対象は、第一に「外地」に赴任した広島高等師範学校出身者、第二に満洲国の中等教員に関する政策、第三に広島高等師範学校校長などを勤めた幣原坦、第四に中国大陸と日本の「新教育」との関係である。

本研究では『学校一覧』に記載された卒業生の勤務先をデータベース化し、明治期から日中戦争勃発前にかけての広島高等師範学校出身者の「外地」への赴任を通して教員ネットワークの形成過程を分析した。この作業を通して「内地」と「外地」を地域横断的に捉える視座を提示することができた。こうして、帝国日本の勢力圏内において広島高師の卒業生ネットワークが形成されていく状況を具体的に明らかにすることができた。本科研の知見によって、これまで地域史としてそれぞれの研究分野で完結しがちであった研究状況に風穴を開けることができたと考える。本研究では『広島高等師範学校一覧』に記載された卒業生の勤務先をデータベース化し、明治期から日中戦争勃発前にかけての広島高等師範学校出身者の「外地」への赴任を通して教員ネットワークの形成過程を分析した。本研究の知見によって、これまで地域史としてそれぞれの研究分野で完結しがちであった研究状況に風穴を開けることができたと考える。第一に、『広島高等師範学校学校一覧』の卒業生名簿(1906年から37年)をデータ化した。第二に、山本一生「中華民国期山東省青島における公立学校教員ー「連続服務教員」に着目してー」『史学雑誌』(第123編第11号、2014年)として発表した。第三に、共同研究打ち合わせを一ヶ月に一回以上開催したことである。最終年度はこれまでの研究成果をまとめ、2016年10月に開催される教育史学会において、コロキウムを組織して発表する。教育学次年度では、『広島高等師範学校学校一覧』の卒業生名簿データを元に、2015年9月開催予定の教育史学会においてコロキウムを組織し、報告する予定である。2015年9月の青島香港への調査出張の際、円安の影響で必要経費が上昇したため。また2016年2月に金沢において開催された研究会に急遽参加することとなったため。2014年9月の台湾出張において、円安の影響で必要経費が上昇したため。また、2014年12月に喫緊の研究打ち合わせが岡山で行われることとなり、参加することとなったため。2015年9月の青島香港出張での不足を補填し、2016年2月の金沢出張の経費を支出する。2014年9月の台湾出張の不足額を補填し、12月の岡山出張の経費を支出する。
新反応場としてのガラスおよび過冷却液体における新規有機分子の光化学反応の動的制御

有機低分子化合物単独のアモルファスガラスおよび過冷却液体は、新しい光化学反応場として興味がもたれる。しかしながら、室温以上で安定なガラス状態を容易に形成する有機低分子化合物が知られていなかったため、低分子系有機化合物のアモルファスガラスにおける光化学反応の研究はこれまで全く行われていなかった。われわれは、光・電子機能を有するアモルファス分子材料の創製を目指して、これまでにstarburst分子と名付けた一連のπ電子系低分子化合物群を合成し、これらが室温以上で安定なガラスを容易に形成することを明かにしている。本研究は、低分子単独のアモルファスガラスおよび過冷却液体における光化学反応過程を明らかにするとともに、光化学反応に基づく機能の動的制御を検討することを目的としている。平成6年度の研究において、以下のような成果を得た。1.新規π電子系starburst分子の光化学反応新規π電子系starburst分子1,3,5-tris(diphenylamino)benzeneの分子内光環化反応について、酸素存在下ならびに脱気下で検討し、その反応機構について考察した。2.ガラス形成能を有する新規フォトクロミック分子の合成とそれらの光化学反応アモルファスガラスを容易に形成するとともに、フォトクロミック特性を有する新規な有機分子の創製を目指して、アゾベンゼン骨格を有する新規π電子系分子を設計・合成し、この化合物が室温以上で安定なアモルファスガラスを容易に形成することを見いだすとともに、ガラス薄膜におけるフォトクロミック特性を明かにした。3.その他光電子移動反応におよぼすスピン多重度の効果について研究を進めた。
各種電気設備により電源線に生じる雑音の発生位置探索に関する研究

電気機器から発生する雑音の位置探索を目的としている.そのために初年度は,準備段階で行ってきた各種電気機器の電源線から見たインピーダンス特性の明確化と雑音信号伝達特性の明確化を目的に,以下の二つの検討を行った.(1)商用電源印加時の時間に対する各種電気機器における電源線から見たインピーダンス特性の変化を測定した.その結果,白熱電球,蛍光灯,電気毛布等の数種類の家庭電化製品について,インピーダンスの時間変化特性を得,60Hzの周期に応じてインピーダンス特性が変化していることが把握された.また,それらの等価回路を導出した.引き続き,種類を増やして等価回路を導出する予定である.また商用電源印加時と非印加時のインピーダンス特性を検討する予定である.なお,この測定のために安定した交流電源を要するため交流安定化電源の導入を行った.(2)次に,各種電気機器を表すインピーダンスを電源線回路に挿入したときの雑音信号伝達特性を検討した.電気機器のインピーダンスとしては,文献から得られた冷蔵庫,白熱電球,テレビジョン,コタツに対する等価回路を用いた.その結果,接続されるインピーダンスの特性が重畳して全体の特性として現れることが確認された.つまり,電源線回路では電気機器が並列に接続されるため,発生した雑音は電気機器を通過するごとに,そのインピーダンスの影響を受けることが明らかとなった.今後は,分岐のある電源線回路における雑音信号伝達特性および,電源線の接地インピーダンスも考慮した総合的な雑音信号伝達特性を明らかにする予定である.電気機器から発生する雑音の位置探索を目的としている.そのために初年度は,準備段階で行ってきた各種電気機器の電源線から見たインピーダンス特性の明確化と雑音信号伝達特性の明確化を目的に,以下の二つの検討を行った.(1)商用電源印加時の時間に対する各種電気機器における電源線から見たインピーダンス特性の変化を測定した.その結果,白熱電球,蛍光灯,電気毛布等の数種類の家庭電化製品について,インピーダンスの時間変化特性を得,60Hzの周期に応じてインピーダンス特性が変化していることが把握された.また,それらの等価回路を導出した.引き続き,種類を増やして等価回路を導出する予定である.また商用電源印加時と非印加時のインピーダンス特性を検討する予定である.なお,この測定のために安定した交流電源を要するため交流安定化電源の導入を行った.(2)次に,各種電気機器を表すインピーダンスを電源線回路に挿入したときの雑音信号伝達特性を検討した.電気機器のインピーダンスとしては,文献から得られた冷蔵庫,白熱電球,テレビジョン,コタツに対する等価回路を用いた.その結果,接続されるインピーダンスの特性が重畳して全体の特性として現れることが確認された.つまり,電源線回路では電気機器が並列に接続されるため,発生した雑音は電気機器を通過するごとに,そのインピーダンスの影響を受けることが明らかとなった.今後は,分岐のある電源線回路における雑音信号伝達特性および,電源線の接地インピーダンスも考慮した総合的な雑音信号伝達特性を明らかにする予定である.
有機超伝導・半導体デバイスを目指した光増感反応による多環縮合芳香族分子の開拓

ベンゼン環同志が隣り合ってたくさん繋がった縮環化合物と呼ばれる分子は有機化学的の作成する事は大変手間と時間がかかる。本研究では、1)光を当てるだけで環縮環生成する反応機構を解明する、2)この反応機構を応用し、従来の有機合成では生成困難な多環芳香族化合物や窒素、酸素、イオウなどの原子を含む複素環芳香族化合物を新たに創成する、3)作成した多環縮環化合物を電子・発光デバイスや超伝導材料としての可能性、について研究を行った。本年度の研究目標は1)ジナフチルエタン(DNE)誘導体から光増感多環縮合反応により相当するピセン誘導体が生成する事を確認することによる反応の一般化、2)レーザー光分解法を用いた光増感多環縮合反応機構の解明、3)光多環縮合反応によりピセン以外の高次フェナセン類の作成とその応用であった。研究実施計画に従い研究を進め、それぞれの研究目標を達成する事ができた。1)ピセン骨格形成に対する光増感縮環法の汎用性を確かめるために、いくつかの様式の置換基を有するDNE誘導体を準備し対応するピセン誘導体の光増感多環縮合法による生成を試み、原料のDNE誘導体の置換基はピセン骨格形成後も保たれていることが確認できた。その置換基を基点に反応点を形成することで、新たなピセン誘導体を作成する事ができた。このことは、将来ピセン骨格を有機デバイス応用するときの試料合成法として期待されている。2)パルスレーザー光を用いて9-フルオレノン(9F)を励起し、9Fの三重項生成の過渡吸収測定を行った。9F三重項の吸光度は、ピセンの生成収率の小さい四塩化炭素中よりも収率の大きい溶媒であるクロロフォルム中の方がはるかに小さかったため、9Fの励起一重項が溶媒と何らかの相互作用により発生する化学種が縮合反応に寄与することが示唆された。3)光増感縮合反応によりフェナンスリルナフチルエタンから[6]フェナセン(フルミネン)が生成する事を確認し、フルミネンのNMR、吸収、ケイ光、リン光、三重項-三重項吸収スペクトルを始めて観測した。ベンゼン環数が3から6までのフェナセンの光物理・光化学特性を系統的に得ることで、高次フェナアセンのこれらの特性が予測可能になった。また、フルミネンの薄膜電界効果トランジスタ(FET)はピセンのFETよりも大きな電界効果移動度を示し、フルミネンの半導体性を見出した。本研究の目的は光を用いて有機超伝導体および半導体の性質を示す縮環化合物を簡単に創製する事である。本年度はフェナセン構造に電子吸引性のアシル基(カルボニル基)を導入した化合物を光縮環法により作成し,高電圧や酸素等に対して安定な有機半導体材料としては希少なn型半導体として動作する事を期待される新規アシルフェナセンの創製を試みた。トリフェニルホスフィンと4-ブロモメチルベンゾフェノンおよび4-ベンゾイル-1-ブロモメチルナフタレンのそれぞれのホスホニウム塩に対して,ベンズ,1-ナフチルおよび1-フェナンスリルのアルデヒドをWittig反応によりエテン体を作成した。ヨウ素と酸素の存在下,エテンに光照射しても縮環反応は起こらなかったが,カルボニル基のアセタール化を行ったところ,縮環反応が進行することが判った。アセタールの脱保護を行い, 3-ベンゾイルフェナセン,3-および6-ベンゾイルクリセン,2-および5-ベンゾイルピセン,3-および8-ベンゾイルフルミネンを得た。得られた化合物の光物性測定を行った。シクロヘキサン中ではいずれの化合物からもケイ光は観測されなかった。しかし,クロロホルム,アセトニトリル,アルコール溶液中ではケイ光が観測された。ケイ光のLippert-Matagaプロットを行うと直線性が得られたことから,ケイ光性励起状態はカルボニル基からフェナセン部位への電荷移動性であることが判った。レーザー閃光分解法を用いてベンゾイルフルミネンの過渡吸収測定を行った。いずれの化合物も350-800 nmの波長領域に三重項-三重項の吸収を示したことから,溶液中では項間交差が起きている事が判った。今年度新規に作成したベンゾイルフェナセンの半導体性・超伝導性は現在検討中であり,今後の研究の展開の大きな課題である。ベンゼン環の数(n)の増加に伴いカリウムドープした芳香族縮環化合物の超伝導転移温度が上昇することが近年明らかになっている。このためピセンよりもn数が大きい(n>5)フェナセンを作成する必要がある。そこでn=6のフェナセン(フルミネン)をフェナンスリルナフチルエテンから光縮環反応により作成した。カリウムドープしたフルミネンでは超伝導体性を確認するに至らなかった。

一方,フルミネンの薄膜状態での電荷移動度μを測定したところ,3.7 cm-2 V-1 s-1という値を得た。この値はピセンの値を超えている。このことからフェナセンはn数の増加に伴い,効率の良い半導体性を示すことが判った。フェナントレンからフルミネンまで系統的にフェナセン類を作成する事が出来た。これらの光化学的・光物理的性質を測定し,励起状態のエネルギーおよび吸収スペクトルの極大波長はnの関数で表されることを明らかにした。これらの成果は,ベンゼン環数nが大きなフェナセンの光化学的・光物理的性質を予測する事が可能になり,分子設計の指標となる事が期待される。大きなn数を有する芳香族化合物を効率的に作成するために,複数の縮環部位を有する前駆体を準備し,その光縮環反応を試みた。1,3,5-トリブロモメチルベンゼンのホスホニウム塩に対し,ベンズアルデヒドおよびナフトアルデヒドをWittig反応で準備した光反応前駆体を準備し,直接光照射を行う事によりそれぞれの縮環化合物を3%と6%の収率で得た。これらの光化学的・光物理的性質を測定したところ,n数が異なるにもかかわらず非常に類似していることがわかった。この類似性は非平面的な分子構造に由来する為と結論された。この2つの化合物の半導体性・超伝導性は現在検討中である。本年度の目標とした1:ピセン誘導体作成による光増感縮環法の一般化、2:縮環反応機構の解明、3:光増感縮環法の応用による高次フェナセン(フルミネン)の作成とデバイス化によるフルミネンの有機半導体性への応用の可能性の提示、を順調に達成しているから。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は有機超伝導体および半導体の性質を示す縮環化合物を創製する事である。今年度までに,有機半導体として従来知られているアセン類のペンタセンと比べて電荷移動度と安定性が優れたピセンおよびフルミネンの効率的な光反応生成過程を見出してきている。また,フェナントレンからフルミネンまでの一連のフェナセン類を系統的に作成したことにより,これらの化合物の光化学,光物理的な性質を系統的に明らかにすることに成功している。これらの成果はベンゼン環数がフルミネンよりも大きなフェナセンを作成する際の指標として利用する可能性が期待され,新たな有機半導体素子を開発する可能性が高まってきた。これらの研究成果から有機半導体を創製する目的では概ね目標を達成していると考えている。一方,超伝導体に関しては,カリウムをフルミネンにドープしても超伝導性を確認するに至らなかった。分子に含まれるベンゼン環数に比例して超伝導転移温度も上昇すると考えられるため,よりベンゼン環数の多い縮環化合物を作成することが有機超伝導物質の開拓に重要と考えられる。我々はトリベンゾ[c,i,o]トリフェニレンとC3-トリナフトトリフェニレンの作成を試み,収率が低いながらも創製に至った。しかし,生成物の収量が少ないこととカリウム等のアルカリ金属をドープして超伝導体を作成する工程は時間がかかるため,今年度内に超伝導性の確認に至らなかった。光増感縮環法を用いて1:ヘテロ原子を含むフェナセン誘導体の創製、2:二次元方向に展開したグラフェンリボン・パッチの創製を試み、これらの化合物の光化学・光物理的特性、半導体性、超伝導性について検討を行う。このよなベンゼン環を多数含む高次フェナセンやグラフェンでは、有機溶媒への溶解性が著しく小さくなることが考えられるので、適当な置換基導入を行うことにより、溶解性を高める工夫が必要と考えている。
ネクチンを介した新規接着装置の機能

極性を形成した上皮細胞は、隣り合う細胞が細胞間接着装置により結合し、上皮シートを構築する。細胞間接着装置は細胞内においてアクチン結合タンパク質を介してアクチン細胞骨格によって裏打ちされており、このアクチン細胞骨格は細胞間接着装置の形成と維持および機能の制御に関与している。細胞間接着装置形成においては、ネクチンを介した細胞間接着装置の形成により、カドヘリンやクローディンなどを介した細胞間接着装置の形成が促進されることが知られていた。研究代表者は平成28年度までに、遺伝子改変マウスを用いた形態学的、機能的解析によりネクチンー1欠損マウスにおいて、細胞間接着装置の異常が認められるとともに、妊娠に伴う乳腺の発達障害と乳汁の産生障害が認められることを明らかにしていた。平成29年度はネクチンを介した細胞間接着装置におけるアクチン結合タンパク質であるl-アファディンのアクチン結合活性の役割を解析した。研究代表者はゲノム編集技術のCRISPR/Cas9法を用い、マウス乳腺上皮細胞株であるEpH4細胞においてアファディンノックアウトEpH4細胞を作製し、l-アファディンが細胞間接着装置の形成促進に必要であることを明らかにした。さらにl-アファディンによる細胞間接着装置の形成促進においては、そのアクチン結合活性が必要であることを明らかにした。これらの研究成果はGenes to Cells誌に掲載された。29年度が最終年度であるため、記入しない。乳腺の乳管や乳腺葉を構成する上皮組織は一層の乳腺上皮細胞と周囲を覆う筋上皮細胞からなる二層構造をなしている。この二層上皮組織の形成と維持におけるホルモンや増殖因子の機能と作用機構は解明されてきているが、細胞間接着装置の物質的基盤と機能は不明であった。研究代表者は乳腺上皮細胞と筋上皮細胞間に細胞接着分子ネクチン-1とネクチン-4を介する全く新しい細胞間接着装置を見出した。さらに、この新規細胞間接着装置が妊娠時乳腺の発達に重要なホルモンであるプロラクチンのシグナル伝達の場を提供していることを明らかにした。ネクチン-1欠損マウスでは、この接着装置が消失し、妊娠に伴う乳腺の発達障害と乳汁の産生障害が認められた。また、ネクチン-4とプロラクチン受容体が相互作用し、その下流のJAK2-STAT5経路を制御していることを明らかにした。平成28年度はネクチン-4レポーターマウスとネクチン-4欠損マウスのラインの樹立が完了し、解析を開始した。ネクチン-4欠損マウスの乳腺では、野生型マウスで観察されたネクチン-1と-4を介するヘテロフィリックな細胞間接着装置が消失していたが、機能的な異常は認められず何らかの機構により代償されている可能性を示唆する結果を得た。また乳腺の上皮構造の解析により明らかとなったネクチンー1の役割が、他の外分泌腺においては異なっているかを検討したところ、顎下腺においては乳腺と異なり、ネクチンー1はネクチンー4ではなく他の分子との結合を介して細胞間接着装置を形成し機能していることを示唆する結果を得た。平成28年度は、1.新たに作成したネクチン-4レポーターマウスとネクチン-4欠損マウスを用いてネクチン-4の役割を解析するとともに、2.乳腺の上皮構造の解析により明らかとなったネクチンー1の役割が、他の外分泌腺においては異なっているかを検討することを計画していた。前者については、ネクチン-4欠損マウスにおいては、ネクチン-1と-4を介するヘテロフィリックな細胞間接着装置の消失の効果が、何らかの機構により代償されている可能性を示唆する結果を得た。また後者については、顎下腺においては乳腺と異なり、ネクチンー1はネクチンー4ではなく他の分子との結合を介して細胞間接着装置を形成し機能していることを示唆する結果を得た。したがって、本研究課題は期待通り順調に進展しており、今後の発展が期待できると考えている極性を形成した上皮細胞は、隣り合う細胞が細胞間接着装置により結合し、上皮シートを構築する。

今年度は、前年度に明らかとなった、ネクチン-1とネクチン-4を介するヘテロフィリックな細胞間接着装置の消失の効果に対する代償機構について、ネクチン-1と-4およびその関連分子の相互作用が果たす役割と分子機構を解析する。研究代表者らはこれまでにネクチン-1はネクチン-1とのホモフィリックな結合活性だけでなく、他のネクチンやネクチン様分子とヘテロフィリックな結合活性をもち、これらの結合が細胞内における広範なシグナル伝達機構に影響を及ぼすことを報告している。前年度に申請者が見出した、顎下腺におけるネクチンー1を介した細胞間接着装置の形成による顎下腺の形態形成と維持の機構について、シグナル伝達などの観点から包括的な解析を行うことにより、管腔上皮組織の形成と維持の機構についての普遍性と多様性を明らかにすることを目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。
英語教育用デジタル動画辞書の開発とその効果の検証

主に日本人学習者を対象に、英語の動作や状態を表す語彙についでデジタル化した動画と音声を利用して効果的に表現し、データベース化してマルチメディア型英語教材開発の素材とすること目指した。今年度は、次の2点をすすめた。(1)動画辞書を利用するためのユーザーインターフェースの開発(2)WWW上でのデータ公開方法の検討(3)WWW上で動作する英語学習教材の提供とその利用実験デジタル化した映像をインターネット接続されたサーバー上に蓄積しつつある。各々の動画は200KB2MB程度の大きさである。この生データは順次中部大学語学センターのWWWサーバー(http://langue.hyper.chubu.ac.jp/ozeki/)で公開されつつある。当初動画辞書をCD-ROMと検索専用ソフトの組み合わせにより実現する予定であったが、ネットワーク環境の整備の現況を考慮してWWWによる検索と提示をおこなうこととし、その技術的な問題点について検討した。WWWでの映像と音声の提供は、この1年で急激な技術的進歩があり、当初予定していたものより大幅に高品質のデジタル化処理を行ったデータも無理なく提供できるようになった。その技術的進歩に対応するために、これまでにデジタル化された映像・音声についても見直しを行い、新規データの追加と平行して、既存のデータの再処理にも取り組んだ。主に日本人学習者を対象に、英語の動作や状態を表す語彙について、デジタル化した動画と音声を利用して効果的に表現し、データベース化してマルチメディア型英語教材開発の素材とすることを目指した。(1)動画によって効果的に表現される語彙の選定と分類。(2)映像の撮影とデジタル化。動画辞書で対象とすべき語彙を、Oxford Picture Dictionaryなどを参考にしながら独自に選定した。基礎語彙を広く浅く選定するというよりは、たとえば「引く」動作について考えうるさまざまな語彙を対比させられるように選定することにした。また、日常の場面を撮影し、そこに現れるさまざまな動作を英語母語話者に語彙として表現させることで語彙リストを作成することも試みた。これらの語彙の映像表現について、人間が正面胸像または立位全身像で発音しながら表現することを基本に、物の状態表現などについても、出来るだけ人間がそれを手に持って発音しながら提示するようにして撮影した。撮影にあたっては、中部大語学センター所属の英語を母語とする教員数名の協力を得た。次年度はさらに語彙の追加、映像のデジタル化・データベース化を進めるとともに、動画辞書を利用するためのユーザーインターフェース、つまり学習者側から見た辞書本体を開発する。試作品の開発段階ではMacintoshコンピュータで動作するHyper Cardを利用し、利用実験を日本人英語学習者を被験者として実施する。利用環境についての開発が一段落した時点で、同種の環境をWWWで実現し、データおよび教材の公開をする。主に日本人学習者を対象に、英語の動作や状態を表す語彙について、デジタル化した動画と音声を利用して効果的に表現し、データベース化してマルチメディア型英語教材開発の素材とすること目指した。(1)動画によって効果的に表現される語彙の選定・追加およびそれに対応する映像の撮影とデジタル化。(2)動画辞書を利用するためのユーザーインターフェースの開発。動画辞書用に選定した語彙を英語母語話者の協力も得て再検討し、追加選定した。これらの語彙の映像表現について、人間が正面胸像または立体全身像で発音しながら表現することを基本に、物の状態表現などについても、出来るだけ人間がそれを手に持って発音しながら提示するようにして撮影をした。次年度は映像のデジタル化・データベース化を完了するとともに、動画辞書を利用するためのユーザーインターフェス、つまり学習者側から見た辞書本体を開発しWWW上でデータおよび教材の公開を目指す。さらに利用実験を日本人英語学習者を被験者として実施し、その結果をまとめる。

主に日本人学習者を対象に、英語の動作や状態を表す語彙について、デジタル化した動画と音声を利用して効果的に表現し、データベース化してマルチメディア型英語教材開発の素材とすること目指した。今年度は、次の2点をすすめた。(1)動画辞書を利用するためのユーザーインターフェースの開発(2) WWW上でのデータ公開方法の検討(3) WWW上で動作する英語学習教材の提供とその利用実験デジタル化した映像をインターネット接続されたサーバー上に蓄積しつつある。各々の動画は200KB2MB程度の大きさである。この生データは順次中部大学語学センターのWWWサーバー(http://langue.hyper.chubu.ac.jp/ozeki/)で公開されつつある。当初動画辞書をCD-ROMと検索専用ソフトの組み合わせにより実現する予定であったが、ネットワーク環境の整備の現況を考慮してWWWによる検索と提示をおこなうこととし、その技術的な問題点について検討した。WWWでの映像と音声の提供は、この1年で急激な技術的進歩があり、当初予定していたものより大幅に高品質のデジタル化処理を行ったデータも無理なく提供できるようになった。その技術的進歩に対応するために、これまでにデジタル化された映像・音声についても見直しを行い、新規データの追加と平行して、既存のデータの再処理にも取り組んだ。
肺癌に対する機能的画像を用いたオーダーメイド放射線治療法の臨床応用

我々は肺癌の放射線治療において、患者毎の肺機能に応じた正常肺への線量低減により安全性を向上する目的で、機能画像を用いたオーダーメイド放射線治療法の開発を行ってきた。広島大学での先行研究において、肺機能画像(4次元CTによる肺換気画像と肺血流シンチによる肺血流画像)を用いて高機能領域を描出し、この領域の割合が低い患者ほど、同部への照射線量が低いにも関わらず、放射線肺臓炎をきたすことを臨床的に証明した。本研究では、高精度放射線治療により高機能領域を選択的に低減させ、実臨床で有害事象低減につながるか否かを前向きに検証する。本研究の有効性が実証されれば、高齢化に伴うCOPDなど合併症を有する低肺機能患者や免疫チェックポイント阻害薬との併用を予定されている患者にとって、放射線治療による有害事象を軽減する方法として期待できる研究である。平成30年度は、呼吸による肺実質内の空気層の経時的変化を画像処理(deformable image registration: DIR)により高精度な肺機能情報を有する肺換気画像を用いて、より精度の高い結果が得られるかどうかを確認した。具体的には、前述の先行研究で既に収集された60例の進行肺癌患者のデータを新たな画像解析法を用いても再現性可能かどうか、ひいてはより精度の高い結果が得られるかどうかを検証し、その結果、Grade 2以上の肺臓炎に対する予測力が向上するという結果を得た。この結果から、切除不能局所進行非小細胞癌に対する、本方法を用いた前向き試験のプロトコール作成を行っており、現在審査中である。平成30年度の目標であった本方法を用いた前向き試験のプロトコール作成は、平成30年4月より施行された新臨床試験法への対応のため、変更を余儀なくされたため、当初の予定よりやや遅れている状況である。平成29-30年度で検証した方法を用いて、前向き臨床試験を実施ための、新臨床試験法に対応した形で、プロトコール作成を行う。その後、当院倫理委員会へ提出し、承認後より登録を開始する。【目的】切除不能局所進行非小細胞癌患者に対し、肺機能画像を用いた強度変調放射線治療(IMRT)を行い、肺機能別の放射線肺臓炎の発生頻度を検討する。【エンドポイント肺機能別(GOLD分類)の放射線肺臓炎の頻度。【対象】切除不能II-III期非小細胞癌で以下の要件を満たす。1肺癌(非小細胞肺癌)であることが組織診または細胞診で証明されている症例、2Stage IIBからIIICのうち根治照射可能な症例、3年齢が20歳以上85歳以下、4Performance Status(ECOG)が02の症例、5肺癌に対する前治療として化学療法、手術療法、放射線療法、免疫療法が行われていない症例、6本研究の参加について文書による同意が得られている症例。【治療方法】1肺機能画像の作成:4DCTデータを画像処理(DIR法)して得られた肺換気画像と肺血流シンチ(もしくは造影CTによる肺灌流画像)から得られた肺血流画像を組み合わせ高肺機能領域を描出する。2放射線治療:総線量は非小細胞肺癌の場合は1日1回、週5回で60-66Gy/30-33回とする。IMRTによる治療を行い、治療計画の過程で、1で得られた高肺機能領域の線量を可能な限り低減させる。主な線量制約は次の通りとする。肺V20Gy(20Gyが照射される肺体積の割合)≦35%、肺V5Gy(5Gyが照射される肺体積の割合)≦60%、肺平均線量≦20Gy、脊髄最大線量≦40Gy。3化学療法:原則として化学療法を同時併用する。本研究の有効性が実証されれば、既に本格化した高齢化社会において患者の予備能に応じたオーダーメイド放射線治療の実現に貢献すると考える。平成29年度は、その前段階として、呼吸による肺実質内の空気層の経時的変化を画像処理(deformable image registration: DIR)により高精度な肺機能情報を有する肺換気画像を用いて、より精度の高い結果が得られるかどうかを確認した。この結果から、切除不能II-III期非小細胞癌、もしくは限局型小細胞肺癌患者に対する、本方法を用いた前向き試験のプロトコール作成を行う。平成29年度の目標であった高精度肺機能画像による放射線肺臓炎の予測力向上が、東北大学との共同研究で、既に達成された。この結果は平成29年の米国物理学会及び日本放射線腫瘍学会で発表し、論文化の作業中である。

我々は肺癌の放射線治療において、患者毎の肺機能に応じた正常肺への線量低減により安全性を向上する目的で、機能画像を用いたオーダーメイド放射線治療法の開発を行ってきた。広島大学での先行研究において、肺機能画像(4次元CTによる肺換気画像と肺血流シンチによる肺血流画像)を用いて高機能領域を描出し、この領域の割合が低い患者ほど、同部への照射線量が低いにも関わらず、放射線肺臓炎をきたすことを臨床的に証明した。本研究では、高精度放射線治療により高機能領域を選択的に低減させ、実臨床で有害事象低減につながるか否かを前向きに検証する。本研究の有効性が実証されれば、高齢化に伴うCOPDなど合併症を有する低肺機能患者や免疫チェックポイント阻害薬との併用を予定されている患者にとって、放射線治療による有害事象を軽減する方法として期待できる研究である。平成30年度は、呼吸による肺実質内の空気層の経時的変化を画像処理(deformable image registration: DIR)により高精度な肺機能情報を有する肺換気画像を用いて、より精度の高い結果が得られるかどうかを確認した。具体的には、前述の先行研究で既に収集された60例の進行肺癌患者のデータを新たな画像解析法を用いても再現性可能かどうか、ひいてはより精度の高い結果が得られるかどうかを検証し、その結果、Grade 2以上の肺臓炎に対する予測力が向上するという結果を得た。この結果から、切除不能局所進行非小細胞癌に対する、本方法を用いた前向き試験のプロトコール作成を行っており、現在審査中である。平成30年度の目標であった本方法を用いた前向き試験のプロトコール作成は、平成30年4月より施行された新臨床試験法への対応のため、変更を余儀なくされたため、当初の予定よりやや遅れている状況である。平成29年度で検証した方法を用いて、前向き臨床試験を実施ための、プロトコール作成を行い、当院倫理委員会へ提出し、承認後より登録を開始する。【目的】切除不能II-III期非小細胞癌、もしくは限局型小細胞肺癌患者に対し、肺機能画像を用いた強度変調放射線治療(IMRT)を行い、肺機能別の放射線肺臓炎の発生頻度を検討する。【エンドポイント肺機能別(GOLD分類)の放射線肺臓炎の頻度。【対象】切除不能II-III期非小細胞癌もしくは限局型小細胞肺癌で以下の要件を満たす。1肺癌(非小細胞肺癌または小細胞肺癌)であることが組織診または細胞診で証明されている症例、2Stage IIからIIIBのうち根治照射可能な症例、3年齢が20歳以上85歳以下、4Performance Status(ECOG)が02の症例、5肺癌に対する前治療として化学療法、手術療法、放射線療法、免疫療法が行われていない症例、6本研究の参加について文書による同意が得られている症例。【治療方法】1肺機能画像の作成:4DCTデータを画像処理(DIR法)して得られた肺換気画像と肺血流シンチ(もしくは造影CTによる肺灌流画像)から得られた肺血流画像を組み合わせ高肺機能領域を描出する。2放射線治療:総線量は非小細胞肺癌の場合は1日1回、週5回で60-66Gy/30-33回、小細胞肺癌の場合は1日2回、週10回の加速過分割照射で45-564Gy/30-36回とする。IMRTによる治療を行い、治療計画の過程で、1で得られた高肺機能領域の線量を可能な限り低減させる。主な線量制約は次の通りとする。肺V20(20Gyが照射される