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魚類の細菌性疾病の診断法及び保菌魚の検索法の確立

最終年度はウエスタンブロッティングを用いた魚病診断とモノクローナル抗体を用いた魚病診断について検討した。すなわち、ドットブロット法は優れた感度を示すが、特異性について問題になることがある。そこで、ドットブロット法で陽性になったサンプルについてウエスタンブロッティングを行った。その結果、Renibacterium salmoninarumは約60kdに特異的なタンパク質を持つことが確認され、本法でこのタンパク質の存在を確かめることによってBKDの確定診断が可能と考えられる。また、BKDの原因菌であるR.salmoninarumに対するモノクローナル抗体を作製した。作製されたモノクローナル抗体は、約60kdの菌体熱抽出タンパク質を認識した。このモノクローナル抗体を用いてBKDの診断を行ったところ、ポリクローナル抗体を用いたときと同様の高い感度が得られた。さらに、類結節症原因菌Pastenrella piscicidaに対するモノクローナル抗体を用いたImmuno-PCR法を応用して、本菌を高感度に識別可能かどうかについて検討した。その結果、非常に高感度で本菌を識別できることが明らかとなり、魚病診断に実用化できると考えられる。魚類の細菌性疾病の診断法の確立のために、本年度は(1)細菌同定用キットを用いての魚病細菌の同定法、(2)血清学的診断法の確立について検討を行った。細菌同定用キットによる同定法において、アピザイムを用いて、Aeromonas salmonicida,A.hydrophila,Vibrio anguillarum,Pasteurella pisicida,RenibacteriumSalmoninarum,Streptococcus sp.の同定が可能であった。血清学的診断法においては、ラテックス凝集反応、共同凝集反応、対向免疫電気泳動法、蛍光抗体法および酵素抗体法の感度を比較したところ、蛍光抗体法と酵素抗体法が最もすぐれた感度を示した。さらにサンプルの保存法について検討し、これらの方法は、ホルマリン固定を一年以上したサンプルからも十分に、抗原を検出することが可能であった。蛍光抗体法と酵素抗体法の特異性について、ポリクロナール抗体を用いて行った結果、少なくともハマチの病原体間、サケ科魚類の病原体間においては、交差性を示さなかった。従って、これらの結果から血清学的診断法としては、蛍光抗体法と酵素抗体法が最も適切であると結論ずけられた。次に、これらの方法を用いて保菌魚の検索をサケ科魚類の病原体であるA.salmonicida(せっそう病)とR.salmoninarum(細菌性腎臓病)の抗血清を用いて行った蛍光抗体法と酵素抗体法は、これらの病気の病状を示している魚から陽性の反応を示した。一方、病状を示していない魚からも、これらの血清学的診断法で陽性を示し、保菌魚の検索においても使用できる可能性を示した。本年度は酵素抗体法あるいは螢光抗体法を応用した保菌魚の検索法が確立できるかどうかについて検討した。すなわち、ギンザケのBKDの保菌魚の検査では酵素抗体法を用いて47カ所から収集した合計1,532尾の淡水養殖ギンザケについて調べたところ、そのうちBKDの症状を示す個体はわずか8尾であったが、酵素抗体法によつてBKD陽性と診断された個体は264尾であり、これは全体の17.2%となった。また、653尾の海水馴致ギンザケについて調べたところ、そのうち160尾(25.1%)が陽性を示したが、症状は38尾(5.9%)だけで認められた。さらに、383尾の海水養殖ギンザケについて調べたところ、34尾(9.3%)で症状が認められたのに対して、酵素抗体法では129尾(33.6%)が陽性であった。次に、ブリおよびカンパチの保菌魚の検査では螢光抗体法を用いて、合計355尾についてStreptococcus so.、Pasteurella piscicida、Nocardia kampachiおよびVibrio an-guillarumの検出を行った。その結果、Streptococcus sp.、P.piscicida、N.kampachiおよびV.angulllarumはそれぞれ89、293、91および12尾で陽性となった。しかし、培養法ではこれらの病原菌はそれぞれ55、268、17および7尾で検出された。ウナギの保菌

魚の検査では螢光抗体法を用いて、合計82尾についてFlexibacter columnaris、Aeromonashydrophila、A.salmonicida、Edwardsiella tardaの検出を行つたところ、それぞれ2、62、17および10尾で陽性となり、いずれも培養法の検出数を上回った。以上のことから、酵素抗体法と螢光抗体法は保菌魚の検索に応用可能で、従来の培養法よりも迅速、簡便で、とくに感度の点で優れていると考えられる。最終年度はウエスタンブロッティングを用いた魚病診断とモノクローナル抗体を用いた魚病診断について検討した。すなわち、ドットブロット法は優れた感度を示すが、特異性について問題になることがある。そこで、ドットブロット法で陽性になったサンプルについてウエスタンブロッティングを行った。その結果、Renibacterium salmoninarumは約60Kdに特異的なタンパク質を持つことが確認され、本法でこのタンパク質の存在を確かめることによってBKDの確定診断が可能と考えられる。また、BKDの原因菌であるR.salmoninarumに対するモノクローナル抗体を作製した。作製されたモノクローナル抗体は、約60Kdの菌体熱抽出タンパク質を認識した。このモノクローナル抗体を用いてBKDの診断を行ったところ、ポリクローナル抗体を用いたときと同様の高い感度が得られた。さらに、類結節症原因菌Pasteurella piscicidaに対するモノクローナル抗体を用いたImmuno-PCR法を応用して、本菌を高感度に識別可能かどうかについて検討した。その結果、非常に高感度で本菌を識別できることが明らかとなり、魚病診断に実用化できると考えられる。
ピッチとアンプリチュードが日本語長母音の拍数知覚に果たす機能の解明

人の感情はいろいろな手段によって表現される。そのうちのひとつに発話の韻律がある。「(計算が)あわないの」という発話も文全体の音調によっていろいろな感情を伴っているように言い分け、聞き分けられる。「平静の平叙文」と聞き取られる発話を使い、この音声をどのように変えたら「非難の疑問文」に聞き取られるか、合成音声を作成して実験した。発話の頭と文中のもっとも高い部分とのピッチをそれぞれ、-60Hzから+60Hzまで10Hzごとに変化させ、原音と合わせて25の音声を用意した。これらの音声をランダムに並べて実験テープを作成し、日本語母語話者16名を対象に聴取実験を行なった。その結果、発話の頭の部分のピッチを下げると「非難の疑問文」に聞かれるはっきりとした傾向が見られた。が、もっともピッチが高い部分に関しては、こうすれば「非難の疑問文」に聞かれるようになるというはっきりした傾向は見られなかった。もう一つ大きな実績は、この日本語教育研究室で行なってきた実験音声学の研究成果を平成5年のものから集大成したことである。日本語長母音の聞き取りに関するもの、語のアクセントと文末イントネーションとのかさなり、無声化した母音の音価の本質、文音調の機能、以上の実験、研究をまとめ、この3年間の研究の報告書とした。すべて、日本語音声の単位である「拍」の本質の解明につながるものである。「こおです」「こおおです」の2文を、アクセントを強、中、弱の3段階、話速を速、遅の2段階で発声、録音した。これら計12の音声をどのように聞き取るか、聴取実験を行った。また、鮎澤孝子らの研究による「東京語アクセントの聞き取りテスト」のテープでも行った。両調査の結果を比較、検討したが、有意な相関は見られなかった。「こおです」の「こお」を2拍、「こおおです」の「こおお」を3拍と知覚するにはピッチが影響を与えていることは我々の先行研究から明らかである。そこで、後者の調査で成績のよい被験者は前者の調査でも知覚が安定していると考えたのだが、仮定と結果は食い違った。長母音の拍数の知覚にはピッチだけでなく、デュレーション、アンプリチュード等のいくつかの要素が関与しているに違いないこと、また、アクセントの聞き取り能力が高いことが、そのままピッチに敏感であることを示しているとは限らないことによるのであろう。言語音声の長さ、高さ、強さはそのまま物理的なデュレーション、ピッチ、アンプリチュードと同義ではない。長い、高い、強いと知覚されるにはデュレーション、ピッチ、アンプリチュードが複雑にからみあった機構が存在すると考えられる。今後は、ピッチではなくアンプリチュードに注目し、長母音の拍数の知覚にどのように関与しているかを探っていきたい。日本語において母音の長短は音韻論的に有意味であり、文法的意味論的に大きな役割を果たしている。が、文末における母音の引き伸ばしは通常語の意味を弁別する機能は持たず、他の環境における長さとはその機能を異にする。くだけた表現として日常会話でよく使われる文末の「ノ」について、「平静の平叙文」「平静の疑問文」「不満の平叙文」「非難の疑問文」それぞれの「ノ」及び文全体の音声的特性をとくにF0に着目して分析した。これらよっつの意図、感情がF0パタンに反映されていることが分かった。また、母音のピッチ、アンプリチュードを研究する際に忘れてはならない現象が、日本語狭母音によく見られる母音の無声化である。母音がその声を失った「くし」「きし」の聞き分けは、前者の[k]は口蓋化しておらず、後者は口蓋化していることによると言われている。

日本語の母語とするものは無声化し母音の響きをうしなった語を本当に聞き取ることができるのか、また、どちらも[k]が口蓋化していると考えられる「きっと」「きゅっと」の聞き分けはどのようにしているか実験し、日本人は確かに無声化した母音を知覚していること、また、「きっと」「きゅっと」の聞き分けは[k]の開放の後に来る無声摩擦音の違いによってなされているのだと結論した。人の感情はいろいろな手段によって表現される。そのうちのひとつに発話の韻律がある。「(計算が)あわないの」という発話も文全体の音調によっていろいろな感情を伴っているように言い分け、聞き分けられる。「平静の平叙文」と聞き取られる発話を使い、この音声をどのように変えたら「非難の疑問文」に聞き取られるか、合成音声を作成して実験した。発話の頭と文中のもっとも高い部分とのピッチをそれぞれ、-60Hzから+60Hzまで10Hzごとに変化させ、原音と合わせて25の音声を用意した。これらの音声をランダムに並べて実験テープを作成し、日本語母語話者16名を対象に聴取実験を行なった。その結果、発話の頭の部分のピッチを下げると「非難の疑問文」に聞かれるはっきりとした傾向が見られた。が、もっともピッチが高い部分に関しては、こうすれば「非難の疑問文」に聞かれるようになるというはっきりした傾向は見られなかった。もう一つ大きな実績は、この日本語教育研究室で行なってきた実験音声学の研究成果を平成5年のものから集大成したことである。日本語長母音の聞き取りに関するもの、語のアクセントと文末イントネーションとのかさなり、無声化した母音の音価の本質、文音調の機能、以上の実験、研究をまとめ、この3年間の研究の報告書とした。すべて、日本語音声の単位である「拍」の本質の解明につながるものである。
チャの硝酸吸収同化関連遺伝子のクローニングとその発現制御機構の解明

チャの硝酸還元酵素(CsNR),亜硝酸還元酵素(CsNiR)と硝酸トランスポーター遺伝子(CsNRT)の単離を試み,それぞれ1つ,1つおよび5つの全長配列獲得に成功した.これら遺伝子の各窒素栄養条件下における転写量は,硝酸濃度の上昇に伴い増加し,アンモニア濃度の増加に伴い減少する傾向が見られた.また,チャの硝酸吸収同化活性がアンモニアに比べ低いことが分かった.以上の結果から,チャの硝酸吸収・同化活性が低い原因は,転写調節過程と地上部への硝酸輸送が制限されていることに起因することが示唆された.平成24年度は,前年度に引き続き硝酸還元酵素(NR),亜硝酸還元酵素(NiR)と硝酸トランスポーター遺伝子(NRT)の単離および発現特性の解析を中心に行った.NRとNiRについてDegenerate PCRによる新規相同遺伝子の単離を試みたが,新規の相同遺伝子の単離には至らなかった.一方,チャ`やぶきた'のNRとNiRのゲノムDNA配列解読を行い,現在までに約8割程度解読した(NRで約7 kbp,NiRで約2.5 kbp).その結果,NRでは第1,第2エキソンの後にそれぞれ567 bp,約4 kbpのイントロンを,NiRでは少なくとも2つ以上のイントロンと3つ以上のエキソンを含むことが明らかになった.同時に,チャ20品種(中国種15品種,アッサム種5品種)のNRとNiRのmRNA配列を明らかにし,品種間でアミノ酸配列に数箇所の変異は見られたが,金属結合部位や活性中心などの保存性の高い重要な部位に大差はみられなかった.やぶきたNRのmRNA配列のコンピューターによるタンパク質構造を酵母のNRとの比較による構造解析を行ったところ,活性部位などに変化は見られず,タンパク質の構造自体の変異がチャのNR活性の低い原因である可能性は低いと考えられた.やぶきた新芽について,NRとNiR転写量の日長変動を調査した結果,これら遺伝子の光強度による発現変動への影響は低いと考えられた.NRTについてはシロイヌナズナの高親和性NRTの一種であるNRT2-1とNRT2-4の全長配列の獲得に成功した.これら遺伝子の転写レベルは,いずれもーN条件下で誘導され,アンモニア存在下では抑制されることが分かった.単離したチャNR,NiRおよびNRTをシロイヌナズナのそれぞれの遺伝子破壊株への導入を試みており,コンストラクトの作製と遺伝子破壊株のホモ個体の選抜と種子増殖を終了した.本研究では,チャの硝酸還元酵素(CsNR),亜硝酸還元酵素(CsNiR)と硝酸トランスポーター遺伝子(CsNRT)の単離および発現特性の解析を行った.CsNR,CsNiRおよびCsNRTについてDegenerate PCRによる新規相同遺伝子の単離を試みた結果,CsNRとCsNiRについては新規相同遺伝子の単離には至らなかったが,CsNRTに関してはシロイヌナズナで単離されているAtNRT1.1,AtNRT1.2およびAtNRT1.5のオーソログと思われるCsNRT1.1,CsNRT1.2およびCsNRT1.5の全長配列獲得に成功した.また,CsNRゲノム配列の解析を行ったところ,これまでにゲノム配列が報告されているいくつかの植物種と同様に,4つのエキソンと3つのイントロンから構成されていた.また,解析の結果CsNRは約16 kbp,CsNiRは約9 kbpであることがわかった.単離した遺伝子の窒素栄養応答性を調査したところ,これら遺伝子の転写量は硝酸濃度の上昇に伴い増加し,アンモニア濃度の増加に伴い減少する傾向が見られ,チャにおいてもN栄養に応答した転写調節が行われていることが示唆された.また,硝酸を唯一の窒素源として栽培したところ,新葉と根における硝酸含量の有意な増加がみられたが,新芽の生育量および葉色値,新葉と根の全窒素および遊離アミノ酸含量が低下したことから,チャの硝酸吸収同化活性がアンモニアに比べ低いことが確かめられた.さらに,CsNRTsの転写レベルはシロイヌナズナのそれらと比べても低いことが分かった.この他にも,チャ品種間におけるこれら遺伝子の転写量が一部のアッサム系品種において中国種と異なる傾向が見られた.以上の結果から,チャの硝酸吸収・同化活性が低い原因は,転写調節過程にあり地上部への硝酸輸送が制限されていることに起因することが示唆された.チャの硝酸還元酵素(CsNR),亜硝酸還元酵素(CsNiR)と硝酸トランスポーター遺伝子(CsNRT)の単離を試み,それぞれ1つ,1つおよび5つの全長配列獲得に成功した.これら遺伝子の各窒素栄養条件下における転写量は,硝酸濃度の上昇に伴い増加し,アンモニア濃度の増加に伴い減少する傾向が見られた.また,チャの硝酸吸収同化活性がアンモニアに比べ低いことが分かった.以上の結果から,チャの硝酸吸収・同化活性が低い原因は,転写調節過程と地上部への硝酸輸送が制限されていることに起因することが示唆された.平成23年度は、チャの硝酸還元酵素(NR)と硝酸トランスポーター遺伝子(NRT)の単離・同定と、品種間差異または窒素栄養条件と両遺伝子の転写量との関連性から発現特性を明らかすることを目的に実施した。6植物種のNRまたはNRTの塩基配列より設計した各プライマーによるdegenerate PCR,3'および5'RACEを行い,チャの根、葉および培養細胞から1種類のNR相同遺伝子と1種類の高親和性NRT相同遺伝子の完全長塩基配列を明らかにした。

同時に、亜硝酸還元酵素遺伝子(NiR)についても同様に単離し、1種類の完全長塩基配列を明らかにした。現在、NRとNRTについてはさらなる相同遺伝子の単離を遂行している。次に、上記3遺伝子について転写量における品種間差異を検討するため、チャ11品種の成葉と細根を同じ栽培管理下で栽培されている研究圃場から採取し、各相同遺伝子特異的プライマーを用いて半定量的RT-PCRによりそれぞれの転写量を比較した。その結果、NR、NiR並びにNRTの転写量とも、成葉では品種間差異が認めらなかったが、細根では`やぶきた'のみが他の品種より低いことが明らかとなった。また、水耕栽培した1年生チャ挿し木苗を、硝酸態窒素とアンモニア態窒素濃度比を変えた水耕液に移植して処理し、同様に半定量RT-PCRにより葉と根のNR、NiR並びにNRTの転写量を測定した。その結果、根のNRとNiRの転写量は硝酸態窒素欠如下で大きく低下したが、硝酸態窒素濃度による大きな違いは見られなかった。また若葉のNR、NiRの転写量では、硝酸態窒素濃度の上昇に伴い増加する傾向が見られた。一方、NRTの転写量は、根、葉ともに硝酸態窒素欠如下で増加したほか、硝酸/アンモニア態窒素比の低下とともに減少し、NRTの発現がアンモニアにより抑制されることが示唆された。平成24年度は,NR,NiRおよびNRTのさらなる単離と構造解析,さらには品種間における差異の解析を中心に行った.NRTに関しては硝酸吸収に重要な役割を担うNRT2の単離に成功し,さらにはその他の相同遺伝子についても数種類断片配列を得ることに成功した.NRおよびNiRに関しては,チャの代表的品種20種についてmRNA配列の比較と構造解析を行い,保存性の高い領域には大きな変異が見られないが,品種間では数箇所に構造的変異があることを明らかにできた.また,これら遺伝子の転写レベルを調査し,窒素条件に対する応答性があり,光応答性は見られず,品種間による差異があることから,今後は発現レベルの調節メカニズムの解明が必要であると考えられた.平成23年度は、チャのNRとNRTの単離と、両遺伝子の発現特性を品種間差異と窒素栄養との関連性の解明に焦点を当て研究を行った。チャから、目的とするNRとNRT (高親和性)相同遺伝子の完全長塩基配列をそれぞれ1つずつ単離することができた。さらに、研究実施計画になかったが、NiR様遺伝子についても1つ単離することができた。これら3種の単離した相同遺伝子を用いて転写量を調査したところ、いずれの転写量とも特に`やぶきた'の根で低く、根での転写量には品種間に違いのある可能性が示唆された。また、NRとNiRの転写量は、根では培地中の硝酸態窒素の有無に左右され、硝酸態窒素濃度による影響は小さいが、葉では硝酸態窒素濃度に比例する傾向が見られ、部位により発現特性が異なることが示唆された。一方、NRTの転写量は、根、葉ともに硝酸態窒素欠如により増加し、アンモニア態窒素により抑制されることが明らかとなった。以上のように、NRとNRTに加え、NiRについても計画通り発現特性を明らかにすることができた。これまで進捗している内容について引き続き遂行すると共に,当初の計画書通りタンパク質の構造解析と転写因子の解明を行う.具体的には以下の通りである.1.これまでに単離したチャのNR,NiR並びにNRTについて,それぞれの遺伝子をノックアウトしたシロイヌナズナ変異体を用いた相補組換え体の作出を進めると共に,表現型による機能解析を行う.
非平衡現象に基づく自己組織化を利用した高分子面状デバイスの開発

本研究の目的は、高分子溶液をキャストした際に結露した水滴を鋳型として生成されるハニカム構造化膜の空孔中に発光性の微粒子を封入し、面状に発光するデバイスを作製することである。今年度は色素を分散させた微粒子作製と、そのハニカム膜への導入を行った。色素とポリスチレンを溶かしたテトラヒドロフラン(THF)溶液に貧溶媒である水を加え、THFを蒸発させてやると、300nm前後の色素を担持したポリスチレン微粒子が形成されることを見出した。ハニカム膜は疎水的な材料から作製されているため、その表面は高い撥水性を示す。従って微粒子の水分散液を導入しようとすると全く濡れることが出来ない。ここでハニカム膜の表面を親水化するために、UV-オゾン処理を行う方法を考案した。UV-オゾン処理により表面が親水化され、ハニカム状の空孔に微粒子が導入されやすい状態となった。空孔中に微粒子を導入する方法はキャスト法やディップコート法などの方法が考えられるが、これらの方法では連続処理に向かなかったり、粒子を十分導入できない等の問題がある。そこで微粒子分散液を2枚のスライドガラスでははさみ、一方のスライドガラスに親水化したハニカム膜を固定し、一方のスライドガラスを一定速度でスライドさせる方法を考案した。その結果、非常に効率よく、よりパッキングしたハニカム-微粒子ハイブリッド構造が家試製された。色素を励起すると孔部分が明るく光っていることが観察され、面状の高分子デバイスが作製できた。本研究の目的は、高分子の自己組織化に基づくマイクロ加工技術を用いて、白色面発光ELデバイスなどの面状デバイスを作製せんとするものである。すでに本申請者は、高い湿度下において高分子のクロロフォルムやベンゼン溶液をキャストすると、溶媒の蒸発潜熱で高分子溶液上に空気中の水分が凝縮し、さらに、最密充填した微小水滴が鋳型となって、マイクロメーターサイズの均一な細孔を有するハニカム状の高分子フィルムが形成されることを見出した。また、最近、ハニカム細孔の中にシリカなどのナノ微粒子が自発的に最密充填することを見出した。本年度は、基板となるハニカムフィルムの作製、とりわけ細孔サイズの制御と、微粒子配列法の確立に注目した。その結果、キャスト溶液の量が多いほど細孔サイズが大きくなる事を見出した。溶液量の調整を行う事で細孔サイズを500ナノメーターから数十マイクロメーターの範囲で再現性よく制御できる手法を開発した。一方、微粒子分散液の濃度、微粒子の表面電荷、ハニカムフィルムの表面状態、基板表面の影響などと微粒子の配列性の関係を原子間力顕微鏡ならびに走査型電子顕微鏡による形態観察から明らかにし、微粒子・ハニカムフィルム複合体作製>の基本的な指針を得た。また、ハニカム細孔の中にシリカなどのナノ微粒子が自発的に最密充填することを見出した。たとえば、自己組織化によって形成された高分子ハニカムパターンをマトリックスとして、RGB三原色の発光性ナノ微粒子などを自発的に配列させれば、フィルム状の白色面発光体を作製することも可能となる。前年度までに、基板となるハニカムフィルムの作製、とりわけ細孔サイズの制御と、微粒子配列法の確立に注目した。その結果、細孔サイズを500ナノメーターから数十マイクロメーターの範囲で再現性よく制御できる手法を開発した。本年度は、ハニカム構造体と複合化する機能性高分子微粒子の作製に焦点をあわせた。高分子微粒子の作製法は大別すると、乳化や懸濁などの重合法と再沈殿法が知られている。

我々は、高分子の分別沈殿法にヒントを得て、良溶媒と貧溶媒の組成を経時的に変化させることで粒径分布のシャープなナノ微粒子が作製できることを見いだした。この手法のポイントは、揮発性の良溶媒を用いることで溶媒組成の変化に伴う均一核形成と成長を機構とするものであり、汎用性のある微粒子形成法である。これにより電子輸送性や発光性などを有する機能性ナノ微粒子を作製することが可能となった。本研究の目的は、高分子溶液をキャストした際に結露した水滴を鋳型として生成されるハニカム構造化膜の空孔中に発光性の微粒子を封入し、面状に発光するデバイスを作製することである。今年度は色素を分散させた微粒子作製と、そのハニカム膜への導入を行った。色素とポリスチレンを溶かしたテトラヒドロフラン(THF)溶液に貧溶媒である水を加え、THFを蒸発させてやると、300nm前後の色素を担持したポリスチレン微粒子が形成されることを見出した。ハニカム膜は疎水的な材料から作製されているため、その表面は高い撥水性を示す。従って微粒子の水分散液を導入しようとすると全く濡れることが出来ない。ここでハニカム膜の表面を親水化するために、UV-オゾン処理を行う方法を考案した。UV-オゾン処理により表面が親水化され、ハニカム状の空孔に微粒子が導入されやすい状態となった。空孔中に微粒子を導入する方法はキャスト法やディップコート法などの方法が考えられるが、これらの方法では連続処理に向かなかったり、粒子を十分導入できない等の問題がある。そこで微粒子分散液を2枚のスライドガラスでははさみ、一方のスライドガラスに親水化したハニカム膜を固定し、一方のスライドガラスを一定速度でスライドさせる方法を考案した。その結果、非常に効率よく、よりパッキングしたハニカム-微粒子ハイブリッド構造が家試製された。色素を励起すると孔部分が明るく光っていることが観察され、面状の高分子デバイスが作製できた。
電子はどのようにして有機結晶中に捕捉されるか?

1.本研究の目的は、パルスラジオリシス法および電子スピン共鳴(ESR)吸収法を用いて、1,6-ヘキサンジオールおよび1,8-オクタンジオール単結晶に電子がどのように捕捉されるかを明らかにすることである。2.ヘキサンジオール単結晶に-50°Cで幅10ナノ秒の電子線パルスを照射したところ、パルス照射直後に550nmに吸収極大を持つ捕捉電子の吸収が観測された。このスペクトルは形を変えることなく単調に減衰した。このことは、放射線照射により生成した電子は、結晶中にあらかじめ存在する特定のサイトに捕捉されることを示している。すなわち、液体や無秩序固体中で従来考えられていた双極子の配向や緩和などは起こっていないことが明らかになった。3.これらの単結晶に捕捉された電子のESRスペクトルには、水酸基のプロトンによる超微細構造が観測された。この電子を可視光で光励起したところ、ハイドロオキシアルキルラジカルのESR信号が増加した。この捕捉電子からラジカルへの変換効率をESR信号の積分強度から求めたところ、ヘキサンジオールでは93パーセント,オクタンジオールでは90パーセントという高い値が得られた。すなわち、ラジカルへの変換はほぼ定量的である。このことから、電子は従来考えられていたように、配向した双極子に取り囲まれた空孔の中央部に捕捉されているのではなく、水酸基とメチレン基が関与した特定の場所にアニオンの形で捕捉されていると結論された。4.ab initio法を用いて予備的な計算を行ったところ、水素結合で結ばれたジオールクラスターの末端の水酸基が、上層ないし下層のメチレン基と会合した場所に電子は安定に捕捉され得ることがわかった。このモデルは、ESRスペクトルの超微細構造と光励起によるハイドロオキシアルキルラジカルへの変換を矛盾なく説明できる。
細胞傷害性T細胞性自己免疫筋炎モデル確立と自然免疫活性化による疾患再燃機構の解明

また、CIMの自然治癒機構には、C蛋白へのトレランス機構は関与していなかった。一方で、CIM自然治癒後でも、アジュバント投与による筋組織局所自然免疫活性化のみでCIMが再燃することにより、CIMの成立には、筋特異的自己反応性T細胞の存在のみならず、局所の自然免疫活性化の協同が必須であると考えられた。CIMマウスリンパ節細胞の養子移入筋炎は、レシピエントへの炎症性サイトカイン標的療法のみで抑制され、この仮説を裏付ける。以上のことは、疾患の維持・再燃への自然免疫活性化の関与を示すと考えられる。
マルチメディア情報通信用多入力スイッチング電源に関する研究

本研究においては,マルチメディア情報通信システムの信頼性の向上を図り,高効率,小形軽量などの高性能な新方式の無停電電源システムを実現するための安定に電力を供給するマルチメディア情報通信機器用多入力多出力無停電電源システムに関する研究を行ったものである。実際の研究においては,簡単な回路構成で,高効率化及び低ノイズ化を図った,ソフトスイッチング方式2入力昇降圧形DC-DCコンバータを提案し,シミュレーションおよび実験により,解析および実験検証を行った。この結果,1つのアクティブクランプ回路のみで,2入力DC-DCコンバータの2つの主スイッチは,ともにゼロ電圧スイッチングを行うことやターンオフ時のサージ電圧を低減することが可能になる。実験により,提案する回路は,2つの入力電源の電圧30Vおよび出力電圧5Vの場合,負荷電流が1Aから5Aの範囲で80%以上であり,最大86.5%の電力効率が得られた。これらより,複数個の負荷に対する多出力の検討までは,及ばなかったものの多入力システムの問題点およびその解決方法を明らかにした。本研究においては,マルチメディア情報通信システムの信頼性の向上を図り,高効率,小形軽量などの高性能な新方式の無停電電源システムに関する研究を行うものである。電圧レベル,電力容量の異なる商用交流電源,バッテリ,小形燃料電池等の複数個の入力電源回路部と,複数個の電圧レベルをもつ多出力安定化回路およびバックアップ用バッテリ充電回路からなる出力回路部をリアクトルあるいはトランスの多巻線を利用して機能的に連結し,各々のエネルギー源から適切にエネルギーを取り出し,複数個の負荷に常に安定に電力を供給するマルチメディア情報通信機器用多入力多出力無停電電源システムに関する研究を行うものである。(1)エネルギー入力源として商用交流を整流,平滑した直流電源およびエネルギーバックアップのバッテリを,出力として,10Vと5Vの出力回路およびバッテリ充電のための定電流回路を持つ総出力100W程度の新方式の2入力3出力および3入力3出力の主回路(昇降圧形DC-DCコンバータ)の構築を主スイッチ素子にパワー用MOS FET使用して行っている。また,多入力多出力巻線を持つリアクトルについては,現在検討中である。(2)上記した同様の事項について,PC上の回路シミュレータソフトPSIMを使用してシミュレーションを行い実験と同等の結果を得ている。(3)今後,多入力,多出力巻線であるリアクトルの設計,製作は巻線間の結合,磁性材料について,また無停電電源システムのバッテリ,保護回路等について検討を行っていく予定である。
糖尿病性腎症における糸球体ポドサイト代謝変化のライブイメージングによる解析

本研究は、糖尿病性腎症における細胞内代謝の解析を行う。従来の手法、モデル生物ではではライブでの観察が困難であった細胞内代謝を、胚の透明なゼブラフィッシュをモデルシステムとして、ライブイメージングにより観察を進める。さらにその上で、糖尿病を模したゼブラフィッシュを作成し、病態における代謝変化を解析し、糖尿病性腎症の病因を明らかにする。
新しい時代の公務員制度構築に向けた日仏比較法政策研究

本年度は、わが国の公務員制度における法的課題と問題点を見つめ直すための新たな視点を設定するため、日仏の公務員法及び行政法、労働法、行政学の文献講読に力を注ぎ、以下の成果を得た。1.公務員制度の在り方を論ずるためには、その前提として、いかなる人々を公務員とすべきか、公務員制度の射程が論じられなければならない。この点についてのフランスは、フランス行政法一般を支配する公役務理論と関連づけており、その結果、この点に関するわが国の理論と大きく異なる考え方がとられていることが研究の成果として得られた。2.フランス公務員法の特色の一つは、キャリア・システムを採用する点にある。これは、終審(長期)雇用・継続的内部昇進を前提とする点で、アメリカの制度と対照的である。わが国の実定公務員法は、アメリカ法をモデルとしているにもかかわらず、その実態は、フランス風のキャリア・システムであり、そこに、制度と実態の乖離が指摘できる。そして、フランス公務員法の検討によって、わが国に不足している点が明らかにすることができた。具体的には、強力な身分保障、昇進制度の整備、勤務評定制度の充実などである。3.公務員制度を考えるに当たっては、公務員法のみに視野を限定するのではなく、他の行政法システムと関連づけて考察していかなければならない。例えば、勤務評定制度においては、勤務評定基準の公開(情報公開)、評定結果の本人閲覧(個人情報保護)、評定結果に対する争訟方法(苦情処理、行政訴訟)等のあり方が問われる。フランスでは、これらの点について、様々な法的工夫が凝らされており、わが国の制度設計にあたり参考になる。本年度は、わが国の公務員制度における法的課題の洗い出しとわが国における問題点を新たな視点から見つめ直すための視点を設定するため、日仏の公務員法、行政法の文献講読に力を注いだ。その際、行政法全体における公務員制度の位置づけ、とくに、近時の様々な行政改革法制(行政手続、地方分権、中央省庁再編、特殊法人改革、情報公開、政策評価、パブリックコメントなど。)に目配りした上で、これらの行政改革の進行の中で、新しい時代にふさわしい公務員制度の在り方、とりわけ、公務員制度の目的や意義、公務員と民間労働者の法的処遇の差異は具体的にいかなるものであるべきか、新しい時代にふさわしい公務員の採用、昇進、退職システムはどの様にあるべきか、を模索することを心がけた。具体的な研究成果として、公表されたものはまだないが、近々公表予定のものでは、フランスにおける公務員の定義をめぐる判例学説の変遷を検討した。本研究のテーマである採用・昇進・退職・勤務評定法制の内容を考えるに当たり、その前提として、公務員の定義の検討が必要不可欠と思料したからである。わが国では、基本的に、国・地方公共団体で勤務する者を一律に公務員とし、特別な勤務法制を適用しているが(ただし、特定独立行政法人の創設によりこの前提は揺らいでいる)、フランスでは、雇用主体が国・地方公共団体以外(具体的には、公施設法人)で勤務する者でも行政的公役務に従事する場合には、公務員とされる。つまり、フランスでは、雇用主体基準に加えて、遂行業務内容を基準としており、このような考え方は、わが国の公務員法制を考えるに当たり、参考になろう。なお、現在進行中の司法制度改革との関係で、公務員関係における法的紛争を適切に解決するためには、どのような訴訟制度であるべきか、といった論点も忘れるべきではなく、総論的な議論に終わっているが、この点については簡単な成果を公表している。
Topological vertexを用いた5次元超対称性理論の分配関数の計算

本研究の目的は、「Topological vertex」と呼ばれる手法の適用範囲を従来のものから大幅に拡張することである。そこで研究計画としては、まず、例外群をゲージ群とする5次元超対称性ゲージ理論の分配関数をTopological vertexを用いて計算することを考えていた。しかし、科研費申請後の2018年1年にG2をゲージ群とするゲージ理論の分配関数を求める論文がすでに完成し、それは2018年3月に出版された。そこで2018年度の初めは、G2ゲージ理論を含むゲージ群のランクが2の5次元ゲージ理論を超弦理論のブレーンを用いて構成する研究に着手した。ブレーンを用いて構成することで、Topological vertexの適用が多くの場合可能となり、また様々な双対性もブレーンの変形として理解することができる。私は、電子科技大学のKim氏、韓国高等科学院のLee氏、イスラエル工科大学(当時)の八木氏との共同研究において、ランクが2のゲージ群を持つ5次元ゲージ理論のすべてをブレーンを用いて構成することに成功した。この研究の結果を論文にまとめて発表し、その論文は2018年12月に出版された。また、異なる種類のゲージ理論を考える方向性としてはゲージ群を変更する以外に、異なる表現の物質場を入れるものがある。私は、前出の共同研究者と共に、3階反対称表現の場を持つSU(6)ゲージ理論及び3階反対称表現場を持つSp(3)ゲージ理論をブレーンを用いて実現することに成功し、また前者についてはTopological vertexを適用することで、その理論の分配関数を求めることができた。さらに、ブレーンを用いて5次元ゲージ理論を構成したため、3階反対称表現場を持つSU(6)ゲージ理論と双対なゲージ理論をも新たに発見した。この研究成果をまとめた論文はすでに発表済みであり、現在査読中である。研究計画では、Topological vertexを用いた例外群をゲージ群とするゲージ理論の分配関数の計算として、二つの方向性を考えていた。まず一つは、G2ゲージ理論の分配関数の計算であり、この計画は順調に進み、2017年度中に論文として出版することができた。2018年度では、ランクが2のゲージ群を持つすべての5次元ゲージ理論をブレーンを用いて実現するところまで研究が発展した。もう一つの方向性としては、E6、E7のゲージ群を持ち、基本表現の物質場を入れた5次元ゲージ理論の分配関数の計算を考えていた。この研究の共同研究者とは、別の研究も同時に行っており、2018年度は別の共同研究の方が忙しくなり、E6、E7ゲージ理論の分配関数の計算に関する研究は現在休止している状態である。その別の研究とは、有限の大きさを持つ(コンパクトな)カラビ-ヤウ多様体のグロモフ-ウィッテン不変量もしくはゴパクマー-ヴァッファ不変量のTopological vertexを用いた計算であり、こちらは2018年度に進展がみられ、2019年度初めに論文にまとめて発表予定である。一方で、物質場を入れる方向性としては、基本表現以外の表現の物質場を入れることも考えられ、2018年度は3階反対称表現場が存在するSU(6)、Sp(3)ゲージ理論の研究をも行った。実際に、そのゲージ理論を実現するブレーンを構成することに成功し、SU(6)ゲージ理論に関してはTopological vertexを用いて分配関数を計算することができた。従って、例外群をゲージ群に持つゲージ理論の研究としては、一つの方向性に関しては非常に順調に研究が進み、もう一つの方向性に関しては、別の研究が忙しくなり、進捗が遅れている。しかし、その別の研究が進展し、また前述した新たな研究も発展したため、全体としては「おおむね順調に進展している。」とした。Topological vertexを用いたコンパクトなカラビ-ヤウ多様体のゴパクマー-ヴァッファ不変量の計算に関する研究は、2019年度初めには論文にまとめて発表予定である。しかし、この論文においては、コンパクトなカラビ-ヤウ多様体のゴパクマー-ヴァッファ不変量の計算を完成させたわけではないため、この方向の研究は続けていく予定である。そのためにも、まずはコンパクトでないカラビ-ヤウ多様体のゴパクマー-ヴァッファ不変量の理解を深める必要がある。そこでまずは、休止中の、コンパクトでないカラビ-ヤウ多様体のゴパクマー-ヴァッファ不変量と関係しているE6、E7のゲージ群を持ち、基本表現の物質場を入れたゲージ理論の分配関数の計算を完成させることを考える。その知見を応用することで、最終的にはコンパクトなカラビ-ヤウ多様体にTopological vertexを適用できるようにしたい。また、ゲージ理論には非局所的な演算子も存在し、例えば線演算子の期待値の計算も重要な研究テーマである。より研究の幅を広げるためにも、4次元超対称性ゲージ理論に存在する磁荷を持った線演算子の期待値の計算をも行っていきたい。例えば、U(N)ゲージ理論において、磁荷を持った線演算子のうち最も基礎的な演算子の積の期待値を考えると、単極子遮蔽という現象が起きるが、その寄与は1次元ゲージ理論のウィッテン指数としても計算することができる。現在は、そのウィッテン指数の壁越え現象についての研究を進めている。一方で、1次元ゲージ理論のウィッテン指数は5次元超対称性ゲージ理論の分配関数とも関係しており、線演算子の単極子遮蔽の寄与もTopological vertexを用いた計算へと最終的にはつなげていきたいと考えている。

本研究の目的は、「Topological vertex」と呼ばれる手法の適用範囲を従来のものから大幅に拡張することである。そこで研究計画としては、まず、例外群をゲージ群とする5次元超対称性ゲージ理論の分配関数をTopological vertexを用いて計算することを考えていた。しかし、科研費申請後の2018年1年にG2をゲージ群とするゲージ理論の分配関数を求める論文がすでに完成し、それは2018年3月に出版された。そこで2018年度の初めは、G2ゲージ理論を含むゲージ群のランクが2の5次元ゲージ理論を超弦理論のブレーンを用いて構成する研究に着手した。ブレーンを用いて構成することで、Topological vertexの適用が多くの場合可能となり、また様々な双対性もブレーンの変形として理解することができる。私は、電子科技大学のKim氏、韓国高等科学院のLee氏、イスラエル工科大学(当時)の八木氏との共同研究において、ランクが2のゲージ群を持つ5次元ゲージ理論のすべてをブレーンを用いて構成することに成功した。この研究の結果を論文にまとめて発表し、その論文は2018年12月に出版された。また、異なる種類のゲージ理論を考える方向性としてはゲージ群を変更する以外に、異なる表現の物質場を入れるものがある。私は、前出の共同研究者と共に、3階反対称表現の場を持つSU(6)ゲージ理論及び3階反対称表現場を持つSp(3)ゲージ理論をブレーンを用いて実現することに成功し、また前者についてはTopological vertexを適用することで、その理論の分配関数を求めることができた。さらに、ブレーンを用いて5次元ゲージ理論を構成したため、3階反対称表現場を持つSU(6)ゲージ理論と双対なゲージ理論をも新たに発見した。この研究成果をまとめた論文はすでに発表済みであり、現在査読中である。研究計画では、Topological vertexを用いた例外群をゲージ群とするゲージ理論の分配関数の計算として、二つの方向性を考えていた。まず一つは、G2ゲージ理論の分配関数の計算であり、この計画は順調に進み、2017年度中に論文として出版することができた。2018年度では、ランクが2のゲージ群を持つすべての5次元ゲージ理論をブレーンを用いて実現するところまで研究が発展した。もう一つの方向性としては、E6、E7のゲージ群を持ち、基本表現の物質場を入れた5次元ゲージ理論の分配関数の計算を考えていた。この研究の共同研究者とは、別の研究も同時に行っており、2018年度は別の共同研究の方が忙しくなり、E6、E7ゲージ理論の分配関数の計算に関する研究は現在休止している状態である。その別の研究とは、有限の大きさを持つ(コンパクトな)カラビ-ヤウ多様体のグロモフ-ウィッテン不変量もしくはゴパクマー-ヴァッファ不変量のTopological vertexを用いた計算であり、こちらは2018年度に進展がみられ、2019年度初めに論文にまとめて発表予定である。一方で、物質場を入れる方向性としては、基本表現以外の表現の物質場を入れることも考えられ、2018年度は3階反対称表現場が存在するSU(6)、Sp(3)ゲージ理論の研究をも行った。
螺旋周期構造を有する液晶材料のフォトニックバンドギャップ機能デバイスへの応用

光の波長程度の周期構造においては、対応した波長帯の光の伝搬が禁止されるいわゆるフォトニックバンドギャップが発現するが、その周期構造を液晶の螺旋周期構造で実現できる可能性を検討するとともに、周期構造内におかれた掖晶分子がフォトニックバンド内でどのような振る舞いをするのかを検討した。フォトニックバンドギャップの実現に必要な屈折率の変調度の大きさを計算し、それが液晶において実現可能であるか検討するとともに、液晶材料の屈折率の異方性を増大させる方法について理論的検討を行った。同時に、光学的異方性媒質が周期構造を形成した場合のフォトニックバンドギャップへ及ぼす影響についても検討するために、周期構造物質として人工オパールを採用し、その中に液晶材料を導入した系を用いた。すなわち、直径160300nmのSiO_2微小球から厚さ数ミクロンの人工オパールの作製に成功し、それにネマチツク液晶、強誘電性液晶を浸透させて、人工オパールのストップバンドに及ぼす影響について調べた。ストップバンドは液晶の導入により長波長側にシフトし、また、温度を変えた場合、液晶の相転移に伴って、ストップバンドの位置がシフトすることを見出した。また、電界印加によってはストップバンドの位置のシフトは観測されず、人工オパール内に浸透している液晶が電界に応答しないことが明らかとなり、微小空間に閉じこめられた液晶とSiO_2用面との界面相互作用の大きさから検討し、今後SiO_2の表面処理に関して検討することの重要性を示唆した。
沖縄離島村における地域社会の持続的発展モデルの構築-観光化と環境保全のはざまで-

日本有数のダイビング・スポットである沖縄県慶良間海域の保全活動について調査を行った。フィールドワークとインタビュー調査を用いて、現場に赴き関係者に話をうかがった。観光化と環境保全との間に揺れる慶良間海域上の二つの自治体は、環境省などが推進する「エコツーリズム推進法」によって、海域の利用のルールを定め、観光収入の獲得と環境保全を両立しようと計画を進めている。しかし、この試みは順調には進んでいない。この理由は、自治体内での業者間、行政との間の合意、そして、沖縄本島側との交渉ともうまくは運んでいない。今後の動向に注目していく必要がある。平成l9年度の研究成果は、論文1本、学会報告1回であった。研究活動は、メインの調査地である座間味村を中心に調査旅行を行った。インタビュー調査と参与観察が主たる活動である。沖縄本島や石垣島においても、沖縄におけるダイビング産業の現状を現地のショップのオーナーや顧客であるダイバーに話をうかがった。また、座間味、沖縄におけるダイビングの歴史を調べていくうちに、日本のダイビングの歴史についても、調べる必要が生じたため、東京へ調査旅行に出かけた。雑誌記事の収集と識者へのインタビューを行った。この研究活動を通じて、座間味におけるダイビング・ポイントの保全活動の実態、座間味・沖縄・日本におけるダイビングの歴史、ダイビングのユーザーであるダイバーの調査と分析、スポーツとしてのダイビングという研究視点の確保、そして、新たな展望としてNP0法人における障害者ダイビングの試みなど、研究の内容の充実、領域の拡大が可能となった。この結果、観光社会学、地域社会学、環境社会学、スポーツ社会学、障害者学、社会移動論、ライフスタイル論、サブカルチャー論、沖縄研究、海洋社会学など、スキューバ・ダイビングを起点として、幅広い研究分野をもつ総合的研究としてのめどが立ったと考えられる。2008年度は、研究計画に基づき、宮古島、座間味島、沖縄本島のダイビングショップを調査し、また、東京に日本のダイビングの歴史のインタビュー調査に赴き、二人のインフォーマントにインタビュー調査を行った。さらに、座間味・沖縄本島で行われている障害者ダイビングの調査を行い、スクーバ・ダイビングの可能性について分析・考察した。論文「日本におけるスクーバ・ダイビングの変容: 1950年代から1990年代まで」では、日本におけるスクーバ・ダイビングの変容を解明した。スクーバ・ダイビングは、その初期にはスピア・フィッシングを行うスポーツとして認知され、人気を博していた。しかし、ダイバーの増加にともない、漁業法との関係で、漁業協同組合の許可なく魚を採取することができなくなり、ある時期からスピア・フィッシングが行われなくなった。日本におけるスクーバ・ダイビングは、1960年代後半から1990年代にかけて、ダイビング・スタイルの変更を余儀なくされた。そこで新しいダイビング・スタイルとして登場したのが、潜ること自体を目的とするファン・ダイブであった。学会発表「障害者ダイバーに対する支援と援助をめぐる社会的関係-支援団体とボランティア・スタップの役割-」では、障害者ダイバーに対する支援を行っている二つ団体に所属するボランティア・スタッフの役割について、社会調査に基づき報告を行った。障害者にとってダイビングは非常に自由度の高いスポーツ・レジャーである。これを支援するボランティア・ダイバーとそのスタッフの役割を考察した。サポート・ダイバーと呼ばれるダイバーにとって、支援行為はそれ自身それ相応のスキルを必要とされる。そのため、サポート・ダイバーの数が足りなくなっているという事態が生じている。今後の改善が望まれる。2009年度は、研究計画に基づき、与那国島、渡嘉敷島、座間味島、沖縄本島のダイビングショップを調査し、インタビュー調査を行った。さらに、沖縄本島で行われている障害者ダイビングの調査を行い、スクーバ・ダイビングの可能性について分析・考察した。論文「現代社会におけるスクーバ・ダイビングの存在意義-制度化される体験と存在論的安心-」では、日本におけるスクーバ・ダイビングの受容と行為自体の解明を行った。結論として、ダイビングを特徴づける偶然と眩暈の要素は、個人にとって、競争と管理、監視、ルーティンによって特徴づけられる日常から引き起こされる存在論的な不安を解消することになる。結果的に、ダイバーが体験として行うダイビングは、現代社会に生きる個人の存在論的な不安を解消する制度として確立されている。学会発表「沖縄・慶良間海域の保全活動-エコ・ツーリズム推進法の施行を巡って-」では、慶良間海域の保全に向けて施行の準備が進んでいる、エコ・ツーリズム推進法について、ダイビングショップの経営者の観点から、利害が一致しない二つの団体・地域について調査をし、考察を行った。「座間味村におけるダイビング・ポイントの利用とサンゴ礁保全の取り組みについて-観光・環境保全・地域住民-」においては、「サンゴ」という資源の利用と保全の観点から、座間味村の取り組みと指向性について調査し、報告を行った。今後の慶良間海域における保全と海洋利用については、エコ・ツーリズム推進法を巡る社会運動として、その動向を注視していく必要がある。
複数投影を用いる符口化開口放射型CTの研究

放射型の計算機トモグラフィ-(CT)において符号化開口を用いる方法が知られている。この方法は深さ方向の分解能が低いという欠点を有する。本研究では符号化開口CTにおいて、深さ方向の分解能を向上させるために新しい方式を開発することを目的とした。これまで,研究代表者らは,疑似ランダム系列(m系列)を2次元に配列したM配列を符号化開口に用い,その自己相関関数が近似的にデルタ関数になることを利用して,投影デ-タから,マッチトフィルタ法により逆問題を解いて断層像を得る方法を理論的・実験的に開発してきた。本研究では,この符号化開口にM配列を用いる方法の深さ方向の分解能を向上させるため,符号化開口を深さ方向あるいは面内で移動して得られる複数の投影像を用い,アルゴリズムに反復法を導入して再構成像を得る方法を開発した。実際には,計算機シミュレ-ションによる検討の後,可視光を用いた観測系を実地に構成し,簡単な実験を行ってその有効性を確かめた。最初に,M配列符号化開口に対するシミュレ-ションにより、開口あるいは面検出器を深さ方向に移動して2枚の投影を得,その差から3次元分布を再構成する方法を検討した。点放射源の像に基づき分解能の評価を行なった結果,従来の単一投影からの再構成像に比して,深さ方向の分解能が向上することを明らかにした。ただし,予想通り,一種の微分効果が生じることも確かめた。次に,開口をその面内で移動し,両眼視に相当する投影像を得て再構成し,やはり単一投影からの再構成像に比して分解能が向上することを確かめた。このとき,複数投影の導入と同時に,再構成アルゴリズムに反復法を導入することにより分解能が向上することを明らかとした。これは,観測された投影から,放射源分布を再構成し,それらをもう一度投影して投影デ-タを得,これと観測デ-タができるだけ近くになるように反復計算するものである。この方法では対象の回りの走査を必要としないという特長がある反面、深さ方向の分解能が低いという欠点を有する。本研究では符号化開口CTにおいて、深さ方向の分解能を向上させるために新しい方式を開発することを目的としている。我々はこれまで、疑似ランダム系列(m系列)を2次元に配列したM配列を符号化開口に用い、その自己相関関数が近似的にデルタ関数で表わされることを利用して、投影デ-タから、マッチトフィルタ法により逆問題を解いて断層像を得る方法を理論的・実験的に開発し、実際に深さ方向の断層像が得られることを明らかにしてきた。この方法の深さ方向の分解能を向上させるため、本年度は、最初の段階として、主として計算機シミュレ-ションにより新しい方法の可能性を確かめた。第一の方法として、符号化開口を構成する各開口を小さくすることを考えた。しかし、直接これを実行することはS/Nの低下を招くことが明かであるため、これを実効的に実現する方法として差動型の開口を考案した。すなわち、投影を得る段階で、符号化開口を深さ方向に僅かに移動して2つの投影画像を得、両者の差から再構成画像を深さ方向の各断面について求めることとした。計算機シミュレ-ションにより深さ方向に分解能が向上することが判明した。さらに、第二の方法として、立体視に相当する、開口をその面内で移動して2つの投影像を得る方法を検討し、原理的な可能性を確かめた。

このように符号化開口を深さ方向あるいは面内で移動して得られる複数の投影画像を用いて再構成画像を得る方法を開発している。来年度は、観測系を実際に構成し、新たに作成するファントムを対象とする実験を行ってその有効性を確かめることにしている。放射型の計算機トモグラフィ-(CT)において符号化開口を用いる方法が知られている.この方法は深さ方向の分解能が低いという欠点を有する.本研究では符号化開口CTにおいて,深さ方向の分解能を向上させるために新しい方式を開発することを目的とした.これまで,研究代表者らは,疑似ランダム系列(m系列)を2次元に配列したM配列を符号化開口に用い,その自己相関関数が近似的にデルタ関数になることを利用して,投影デ-タから,マッチトフィルタ法により逆問題を解いて断層像を得る方法を理論的・実験的に開発してきた.本研究では,この符号化開口にM配列を用いる方法の深さ方向の分解能を向上させるため,符号化開口を深さ方向あるいは面内で移動して得られる複数の投影像を用い,アルゴリズムに反復法を導入して再構成像を得る方法を開発した.実際には,計算機シミュレ-ションによる検討の後,可視光を用いた観測系を実地に構成し,簡単な実験を行ってその有効性を確めた.最初に,M配列符号化開口に対するシミュレ-ションにより,開口あるいは面検出器を深さ方向に移動して2枚の投影を得,その差から3次元分布を再構成する方法を検討した.点放射源の像に基づき分解能の評価を行なった結果,従来の単一投影からの再構成像に比して,深さ方向の分解能が向上することを明らかにした.ただし,予想通り,一種の微分効果が生じることも確かめた.次に,開口をその面内で移動し,両眼視に相当する投影像を得て再構成し,やはり単一投影からの再構成像に比して分解能が向上することを確めた.このとき,複数投影の導入と同時に,再構成アルゴリズムに反復法を導入することにより分解能が向上することを明らかとした.これは,観測された投影から,放射源分布を再構成し,それをもう一度投影して投影デ-タを得,これと観測デ-タができるだけ近くなるように反復計算するものである.