KeiO Academic Resource Archive

シイノ, ショウ

Shiino, Shō

椎野, 翔

 
要 約 
報 告 番 号 氏 名 甲 乙 第     号 
（ 内容 の要 旨 ） 
主 論 文 題 名 
 腋窩センチネルリンパ節生検（Sentinel lymph node biopsy: SLNB）は、乳癌の腋窩リ
ンパ節転移を評価するための標準的手法である。同手法は、腋窩リンパ節郭清（Axillary 
lymph node dissection: ALND）と比較して低侵襲な手技であるが、上肢機能障害やリン
パ浮腫が報告されており、妊娠中の女性医師への放射線被曝が懸念される。一方、
microRNA（miRNA）は血清中で安定であることが報告されており、乳癌を検出する体液
診断としての臨床応用が期待されている。そこで、乳癌症例の血清中miRNAを用いて腋
窩リンパ節（Axillary lymph node: ALN）転移予測のモデル式を構築し、その有用性を検
討した。2008年～2014年で原発乳癌に対して初回治療としてSLNBまたはALNDを施行
し、包括的同意が得られている症例を対象とした。臨床病理組織学的情報は、診療録お
よび病理データベースより調査した。958例の血清サンプル（乳癌921例、乳腺良性腫瘍
37例）に対して、マイクロアレイ解析で網羅的にmiRNA発現量を解析した。乳癌症例
を、ランダムにトレーニング群とテスト群に分類した。トレーニング群に対して、ロジ
スティックLASSO回帰分析によってALN転移陰性予測モデル式の構築を行い、テスト群
でその有用性を検証した。全症例中、ALN転移陰性は630例であり、ALN転移陽性は291
例だった。血清miRNA2種（miR-629-3p, miR-4710）と臨床病理組織学的因子3種（浸潤
径、脈管侵襲、超音波による腋窩リンパ節転移診断）を組み合わせたモデル式が最も判
別良好であり、テスト群のAUC（an area under the receiver operating characteristic 
curve）は0.86（0.82-0.90)、感 度 0.88（0.84–0.92)、特 異 度0.69（0.61–0.76)、精 度 
0.818だった。臨床病理組織学的因子3種では、テスト群のAUCは0.81（0.76-0.86)、感度 
0.77（0.72–0.82)、特異度0.75（0.68–0.82）だった。血清miRNA2種では、テスト群の
AUCは0.75（0.70-0.80)、感度 0.74（0.69–0.79)、特異度0.66（0.58–0.74）だった。miR-
629-3p発現量に関して、ALN転移陰性例は、ALN転移陽性例より低値であり、乳腺良性
腫瘍例はさらに低値であった。miR-4710に関して、ALN転移陰性例は、ALN転移陽性例
より高値であり、乳腺良性腫瘍例はさらに高値であった。 
 以上より、術前の血清miRNAは、乳癌の腋窩リンパ節転移予測に有用であり、SLNBよ
り低侵襲な診断法として臨床応用できる可能性がある。  
 
椎 野  翔 
Serum miRNA-based Prediction of Axillary Lymph Node Metastasis in Breast Cancer 
（血清マイクロRNAを用いた乳癌の腋窩リンパ節転移予測） 


Kessei maikuroRNA o mochiita nyūgan no ekika rinpasetsu ten\u27i yosoku

イシハラ, シンイチ

Ishihara, Shin\u27ichi

石原, 慎一

 
要 約 
報 告 番 号 氏 名 甲 乙 第     号 
（ 内容 の要 旨 ） 
主 論 文 題 名 
 腰椎の脊柱管内には硬膜外脂肪（Epidural Fat: EF）が存在するが、過剰に蓄積した硬
膜外脂肪が脊柱管狭窄の原因となることもあり、これらは硬膜外脂肪腫症（Spinal 
Epidural Lipomatosis: SEL）として診断される。SEL発症の危険因子としては、副腎皮質
ホルモンが過多となる内分泌疾患の既往や、副腎皮質ホルモンの長期的投与が関係して
いることが知られている。また、副腎皮質ホルモンとは関係なく、特発性に生じる場合
があり、肥満男性に多く発症することも報告されているが、その病態については明らか
とはなっていない。一方、メタボリックシンドローム(MS)は内臓脂肪蓄積を基盤とし、
高血圧症、糖尿病、脂質異常症の生活習慣病を有することで診断され、SELと同様に肥満
男性に多く発症することが知られている。本研究の目的は、主に脂質代謝を中心とし
た、腰椎におけるEFの特徴を明らかにし、更にSEL発症とMSとの関係について検討する
ことである。 
 2012年7月から2016年11月の間に慶應義塾大学病院運動器ドックを受診した333例の中
で腰椎Magnetic Resonance Imaging（MRI）が撮影された324例を対象とした。腰椎の各
椎間のMRI横断面でEFと脊柱管（Spinal Canal: SC）の面積を測定し、硬膜外脂肪占拠率
（EF/SC）を算出した。次に腰椎各椎間の平均EF/SCと、年齢、Body Mass Index（BMI)、腹
囲、全身dual-energy X-ray absorptiometry（DXA）による体脂肪率、腹部computed tomography
（CT）による皮下脂肪面積および内臓脂肪面積、血清脂質代謝マーカーであるTriglyceride、
high-density lipoprotein cholesterol（HDL-C)、low-density lipoprotein cholesterol、adiponectin
（LDL-C)、高感度C-reactive protein（CRP)、homeostasis model assessment of insulin resistance
（HOMA）との相関を検討した。更にロジスティック回帰分析を用いてSELの発症とMSと
の関係を検討した。 
 EF/SC値は全椎間において男性の方が有意に高く、男女共に第3-4腰椎間で最も高かっ
た。また、各椎間の平均EF/SCは、BMI、腹囲、内臓脂肪面積と有意な相関があった。本
対象において、30例(9.3%)がSEL、57例(17.6%)がMSと診断され、多変量解析の結果、
SELの発症はMSと有意な相関を示し、MSの診断基準の中では、BMI≥ 25kg/mm2、高脂血
症、2型糖尿病とは有意な相関はなかったが、内臓脂肪面積≥ 100 cm2及び高血圧症とは有
意な相関を示した。 
 これまでに、SEL患者では、通常の腰部脊柱管狭窄症患者に比して疼痛が強く、EFの
過剰蓄積が、疼痛にも関与している可能性が指摘されている(副論文)。本研究結果より、
EFは皮下脂肪よりも内臓脂肪に類似した脂肪組織で、MSが心臓、肝臓、膵臓、骨格筋に
脂肪が蓄積する異所性脂肪とも深く関係していることを考慮すると、EFの過剰蓄積も異
所性脂肪の表現型の一つである可能性が示唆された。 
 以上より、本論文は、SELがMSの新たな病態である可能性を示し、今後のSELに対す
る新規治療を考慮する上で重要な臨床データとなり得ると考えられる。  
石 原 慎 一 
Spinal epidural lipomatosis is a previously unrecognized manifestation of metabolic 
syndrome 
（硬膜外脂肪腫症はメタボリックシンドロームの新たな病態である）  


Kōmakugai shibōshushō wa metaborikku shindorōmu no aratana byōtai de aru

シノザキ, ヨシオ

Shinozaki, Yoshio

篠﨑, 義雄

論文審査の要旨及び担当者 
 
報 告 番 号 氏 名 甲 乙 第     号 
（ 論 文 審 査 の 要 旨 ） 
論文題名：Structural and functional identification of two distinct inspiratory neuronal 
     populations at the level of the phrenic nucleus in the rat cervical spinal cord 
     （ラット頚髄横隔神経核レベルにおける2つの異なる呼吸神経核の形態学的機 
      能的同定） 
 
 
 新生ラット摘出脳幹脊髄標本の頚髄横断面・腹側表面の吸息性神経活動を膜電位感受
性色素を用いた膜電位イメージング法で動画像として解析し、脊髄前角の中心と内側に
脱分極領域を認め、解剖学的にそれぞれ横隔・斜角筋神経核と同定するとともに、近接
する介在ニューロンやアストロサイトが吸息性神経活動形成に関与する可能性を示し
た。 
 審査ではまず横隔・斜角筋神経核の局在について、Choline acetyl transferase（ChAT）
陽性細胞と、末梢の横隔神経・斜角筋に注入した逆行性標識色素DiIで染色された細胞が
一致するかを問われ、ChAT陽性細胞の一部がDiIで同定された横隔・斜角筋運動ニュー
ロンであると考えられたが、今後ChAT以外のマーカーやChAT-DiI二重染色による詳細な
解析を行っていく旨を回答された。またDiIが斜角筋に正確に注入できたかを問われ、不
完全例もあったが、確実に注入された例のみを検討したと回答された。またイメージン
グ解析において吸息性神経活動に伴う脱分極信号が横隔・斜角筋神経核から出現した確
証がないことを問われ、脱分極信号は解剖学的に同定された両神経核よりも広範囲の領
域で計測され、またその減衰は緩徐であったことより、脱分極信号には運動ニューロン
に加え、介在ニューロンや、アストロサイトの活動も含まれている可能性があると回答
された。この点について個々の細胞の活動をより正確に計測すべくカルシウムイメージ
ング解析が必要と指摘され、今後の検討課題と回答された。またCO2濃度が脱分極波形に
影響しなかった点について灌流液のpH測定の有無を問われ、今後は灌流液のpHモニタリ
ングを行う旨を回答された。さらに膜電位感受性色素の使い分けを問われ、通常はDi-4-
ANEPPSを使用するが、脊髄腹側標本では軟膜を通過させるため深部染色に適したDi-2-
ANEPEQを使用したと回答された。さらに横断標本で断面の脱分極信号よりC4前根活動
が先行する理由を問われ、吸引電極でC4前根活動を計測したが、イメージング面はC4よ
り尾側でありC4前根活動が先行したと回答された。また近接する各細胞が互いに関連す
る確証がないことを指摘され、アストロサイトの吸息性神経活動への関連を問われた。
今後の検討課題であるが、アストロサイトは運動ニューロンと同時に興奮し、グリア伝
達物質としてグルタミン酸、ATPやD-Serineなどを放出することや、monocarboxylate 
transporters（MCTs）を介したニューロン-アストロサイト代謝共役により、吸息性
ニューロンの活動性を制御すると推察されると回答された。 
 以上、本研究はさらに検討すべき課題が残っているが、斜角筋神経核の局在を初めて
同定し、吸息性神経活動における横隔・斜角筋神経核の時空間動態を解明できた点で有
意義な研究と評価された。 
論文審査担当者   主 査 整形外科学 中 村 雅 也 
    解剖学 仲 嶋 一 範 内科学 中 原   仁 
    生理学 岡 野 栄 之 
学力確認担当者：岡野 栄之 審査委員長：仲嶋 一範 
 試問日：2019年 6月 7日 
篠 﨑 義 雄 


Ratto keizui ōkaku shinkeikaku reberu ni okeru 2tsu no kotonaru kokyū shinkeikaku no keitaigakuteki kinōteki dōtei

ホンムラ, トモコ

Honmura, Tomoko

本村, 朋子

論文審査の要旨及び担当者 
 
報 告 番 号 氏 名 甲 乙 第     号 
（ 論 文 審 査 の 要 旨 ） 
論文題名：Evaluation of the therapeutic potential and underlying mechanisms of 
     synephrine, a component of Kampo medicine, against allergic rhinitis 
     （漢方生薬成分、シネフリンにおける新規抗アレルギー性鼻炎治療薬の可能 
      性と作用機序の解析） 
 
 
 アレルギー性鼻炎の鼻粘膜ではヒスチジン脱炭素酵素（histidine decarboxylase：
HDC）発現が亢進しているが、本研究において漢方生薬成分のシネフリンがHDC発現を
抑制することを見出し、よってヒスタミン産生量を減少させる可能性を示した。また、
シネフリンはヒスタミンH1受容体、胸腺間質性リンパ球新生因子（thymic stromal 
lymphopoietin：TSLP）およびムチン5AC（Mucin 5AC：MUC5AC）のmRNA発現を抑制
したことから、アレルギーの早期反応が関与するくしゃみや鼻汁の抑制、遅延反応が関
与する鼻閉の改善に加えて、アレルギーの重症化・難治化を招く組織リモデリングを抑
制する可能性が考えられた。 
 審査では、TSLPと漢方生薬を混合した結果、TSLP量が減少した理由を問われた。その
機序は不明であるが、薬理作用を考える上で化学修飾がTSLPの活性に影響した可能性が
あると回答された。さらにヒト正常鼻粘膜培養細胞HNEpCに刺激物質とシネフリンを添
加した際の細胞の生存率を問われた。刺激実験後に細胞の生存率は調べていないが、肉
眼的に細胞が死滅した場合に起きる培養液の混濁や細胞の浮上などの現象はみられな
かったと回答された。もしシネフリンに細胞毒性があると、今回得た実験結果はシネフ
リン作用の特異性ではなく細胞数が減ったことに起因する可能性が否定できず、生存率
についても測定すべきであったとの指摘があった。さらにHNEpCに刺激物質とシネフリ
ンを添加した際のHDC蛋白質発現量について問われ、発現は減少していたと回答され
た。また、鼻炎に適応される小青竜湯は他の抗アレルギー薬と比較して有用性が示され
ているのか問われ、小青竜湯のエビデンスはプラセボとの二重盲検で他の抗アレルギー
薬との比較検討ではないが、臨床の現場では小青竜湯を評価する患者は一定数いるとの
印象を受けていると回答された。また、陳皮のシネフリン含有量について問われ、シネ
フリン含有量は製剤差があり、確定的なデータはないと回答された。また、刺激実験は
１時間後の反応を観察しているが、シネフリンの作用点として翻訳・転写であるとする
なら少し時間が早い印象であり、少なくともアレルギー反応の上流で作用し、細胞表面
上で拮抗する役割があるのではないかと回答された。また、対照薬が薬理作用から想定
される受容体以外にも効果を示した理由を問われ、ヒスタミン受容体を経た場合にこの
ような結果もあり得ると回答された。今後の展望を問われ、ヒトの鼻粘膜の擦過細胞を
用いた手法で、同様に検討することにより、よりin vivoに近い状態での評価が可能にな
るのではないかと回答された。 
 以上、本研究は検討すべき課題を残すものの、シネフリンがアレルギー性鼻炎の早期
反応と遅延反応の両方に効果がある可能性を示唆した点が評価された。  
論文審査担当者   主 査 耳鼻咽喉科学 小 川   郁 
   臨床薬剤学 谷川原 祐 介 内科学 竹 内   勤 
微生物学・免疫学 吉 村 昭 彦 
学力確認担当者：岡野 栄之 審査委員長：谷川原 祐介 
 試問日：2019年 5月29日 
本 村 朋 子 


Kanpō shōyaku seibun, shinefurin ni okeru shinki kōarerugīsei bien chiryōyaku no kanōsei to sayō kijo no kaiseki

 
要 約 
報 告 番 号 氏 名 甲 乙 第     号 
（ 内容 の要 旨 ） 
主 論 文 題 名 
 本研究の目的は、アレルギー性鼻炎に対する新規の治療薬を見出し、その作用機構を
解明することである。アレルギー性鼻炎の発症は、鼻粘膜への抗原刺激によってヒスタ
ミン（histamine：HA）が産生されることが契機となり、主にくしゃみ、鼻漏、鼻閉の三
大 症 状 を 呈 す る。発 症 の 契 機 と な るHAは、ヒ ス チ ジ ン 脱 炭 素 酵 素（histidine 
decarboxylase：HDC）によってアミノ酸のヒスチジンから生合成され、HAはヒスタミン
受容体を通じて、多種のケミカルメディエーターと共に炎症反応を誘導することが知ら
れている。アレルギー性鼻炎反応は、IgEと肥満細胞、好塩基球が主に関与する早期反応
とTh2応答が主に関与する遅延反応に分けられ、早期反応では、くしゃみ、鼻漏等が、遅
延反応では、好酸球と関連のある鼻閉や粘液分泌、組織のリモデリング等の症状を招く
とされている。また、HAは早期反応で、ロイコトリエンは早期反応と遅延反応の両方で
重要であると考えられている。さらに、近年マウスのアレルギー性鼻炎モデルにおい
て、胸腺間質性リンパ球新生因子（thnmic stromal lymphopoietin：TSLP）が、早期反応
と遅延反応の両方に寄与している事が示されている。 
 今回、アレルギー反応の早期反応においてHDC及びその受容体が活性化された後に 
TSLPの分泌が導かれ、遅延反応においてはムチンをコードするMUC遺伝子の発現によっ
て粘液産生に至ると想定し実験を行った。まず、抗原刺激によって分泌されるTSLPの分
泌抑制を指標に５５種類の漢方生薬を用いてスクリーニングを行なった結果、シネフリ
ン（synephrine：SYN）が最も強い抑制効果を認めた。 
 次に、ヒトの正常鼻粘膜の培養細胞（human nasal epithelial cells：HNEpCs）を用いて
抗原刺激時のSYNの作用を検討したところ、SYNはヒスタミンH1受容体（histamine H1 
receptor： H1R）およびHDCのメッセンジャーRNA（messenger RNA： mRNA）の発現
を抑制したことから、HA産生量を減少させることが想定された。さらにSYNはTSLPの
mRNAおよびタンパク質の発現と、ムチン5AC（Mucin 5AC：MUC5AC）のmRNA発現
を抑制したことから、早期反応と遅延反応の両方に関与している可能性が示唆された。 
 以上より、SYNはアレルギー反応の早期反応において、ヒスタミンH1 受容体拮抗薬の
作用部位よりもさらに上流で作用している可能性が考えられ、ヒスタミンH1受容体拮抗
薬とはその作用機序が異なる。また、早期反応と遅延反応の両方に抑制効果を示すこと
から、一剤でヒスタミンH1受容体拮抗薬およびロイコトリエン拮抗薬と同様の効能が得
られる可能性が示され、新規性のある治療薬として期待できる。 
本 村 朋 子 
Evaluation of the therapeutic potential and underlying mechanisms of synephrine, a 
component of Kampo medicine, against allergic rhinitis 
（漢方生薬成分、シネフリンにおける新規抗アレルギー性鼻炎治療薬の可能性と作用機 
 序の解析）  


アツタ, マヒロ

Atsuta, Mahiro

熱田, 真大

Iwasawa theory for the 2-components of
ideal class groups
July 2019
Mahiro Atsuta
別表５ 
  (3) 
 主 論 文 要 旨 No.1 
    
報告番号 ○甲  乙 第      号 氏 名 熱田 真大 
 
主 論 文 題 名： 
       Iwasawa theory for the 2-components of ideal class groups 
                    (イデアル類群の２成分に関する岩澤理論) 
 
 
（内容の要旨） 
代数的に定義されるイデアル類群と解析的に定義されるゼータ関数との間の関係性は, 整数
論において大変重要な研究対象である。20 世紀後半になると岩澤健吉により、岩澤理論という
新しい方法が開発され, イデアル類群とゼータ関数の特殊値の間に、より深い関係性が見出され
るようになった。岩澤理論では、素数 p を固定し、代数体の Zp-拡大を考えてイデアル類群の
p-Sylow部分群の射影極限で定義される岩澤加群を考え、中間体のイデアル類群を統一的に調べ
る。この時、p=2 の場合は大変難しく、例外視されることが多い。本論文では p=2 の岩澤理論
を研究する。本論文の主結果は以下の三つである。 
 本論文では、まず、岩澤加群の有限部分加群について研究する。pが奇素数の時は CM体上の
岩澤加群のマイナス成分は非自明な有限部分加群を持たないことが岩澤によって示されている。
しかし p=2 の時、これは成立しない。虚二次体上の岩澤加群が非自明な有限部分加群を持つ場
合があることが Ferrero によって示されている。本論文では一般の CM 体上の岩澤加群のマイ
ナス成分の最大有限部分加群の生成元を明らかにし、ある程度の仮定の下でその構造を決定し
た。この結果は上で述べた Ferreroの結果の一般化になっている。 
次に p=2 の岩澤主予想について述べる。岩澤主予想とは、岩澤加群の特性イデアルと p 進 L
関数が一致するという予想であり、岩澤理論において最も重要なもののひとつである。総実代数
体上の岩澤主予想は Wiles らによって p が奇素数の場合は完全に証明されている。しかし p=2
の場合、Wiles は岩澤によって予想されている μ-不変量は 0 であろうという予想の下、p 進 L
関数が自明な零点を持たない場合のみ証明している。本論文では上記の μ=0の仮定のみで、p=2
の岩澤主予想を証明する。この結果により、p=2で証明できなかった多くのことが、pが奇素数
の時と同様に証明できるようになる。 
岩澤主予想と降下理論を用いることにより、有限次 CM 体のイデアル類群を調べた。具体的
には、総実代数体上の巡回拡大である CM 体のイデアル類群の 2-Sylow 部分群のマイナス商の
Fitting イデアルが部分ゼータ関数の特殊値によって定義される Stickelberger イデアルと一致
することを証明した。この結果は、Greitherが有理数体上の虚 Abel拡大に対して得ていた結果
の一般化になっている。 
 
別表６ 
（３）                                    Keio University 
 
Thesis Abstract 
 No.      
Registration 
Number 
☑ “KOU”   □ “OTSU” 
No.        *Office use only 
Name Mahiro Atsuta 
Thesis Title 
Iwasawa theory for the 2-components of ideal class groups 
 
 
Thesis Summary 
 In number theory, the study on relationship between ideal class groups defined algebraically and zeta 
functions defined analytically is a very important subject. In late 20th century, Kenkichi Iwasawa 
constructed a new method which is now called “Iwasawa theory” by which one finds out deeper  
relationship between ideal class groups and special values of zeta functions. In Iwasawa theory, we fix a 
prime number p and consider the Iwasawa modules for Zp extensions of a number field, which are 
defined as the projective limits of the p-Sylow subgroups of ideal class groups. Using the Iwasawa 
module, we can study ideal class groups of the subfields uniformly. When p=2, the theory is so difficult 
that it has usually been regarded as an exception. In this thesis, we study Iwasawa theory for p=2. The 
main 3 results in this thesis are as follows.  
 Firstly, we study finite submodules of Iwasawa modules. If p is an odd prime, Iwasawa proved that the 
minus component of the Iwasawa module for a CM field has no non-trivial finite submodule. However, in 
the case for p=2, this is not true. Ferrero proved that the Iwasawa module for an imaginary quadratic 
field sometimes has non-trivial finite submodules. In this thesis, we determine generators of the maximal 
finite submodule of the minus quotient of the Iwasawa module for a CM field and compute its structure  
under certain assumptions. This result is a generalization of Ferrero’s result which we mentioned above.  
 Next we study the Iwasawa main conjecture for p=2. The Iwasawa main conjecture claims that the 
characteristic ideal of the Iwasawa module coincides with the p-adic L-function, and this is one of the 
most important theorems in Iwasawa theory. If p is an odd prime, Wiles proved the Iwasawa main 
conjecture over a totally real field completely. But for p=2, Wiles proved it assuming the non existence of 
trivial zeros for the p-adic L-function and Iwasawa’s conjecture on the vanishing of the μ-invariant. In this 
thesis, we prove the Iwasawa main conjecture for p=2 only assuming μ=0 which we mentioned above. 
Consequently, we can prove many theorems for p=2 as in the case where p is odd.  
 Using the Iwasawa main conjecture and the descent theory, we study the ideal class group of a CM 
field. More precisely, we prove that the Fitting ideal of the minus quotient of the 2-component of the ideal 
class group of a CM field which is cyclic over a totally real field, coincides with the Stickelberger ideal 
which is defined by special values of partial zeta functions. This is a generalization of Greither’s result for 
an imaginary abelian field over a rational number field.  
 
 


Idearuruigun no 2 seibun ni kansuru Iwasawa riron

イシイ, ノブユキ

Ishii, Nobuyuki

石井, 信行

Development of super high precision rotary encoder using virtual equal division averaging method

ハヤカワ, マモル

Hayakawa, Mamoru

早川, 守

 論文審査の要旨および学識確認結果 
報告番号 甲 第   号 氏 名 早川 守 
論文審査担当者： 主査 慶應義塾大学教授   工学博士     志澤 一之 
 副査 慶應義塾大学教授   工学博士     小茂鳥 潤 
  慶應義塾大学教授   博士(工学)    大宮 正毅 
  慶應義塾大学教授   工学博士     鈴木 哲也 
  
(論文審査の要旨)  
学士(工学)，修士(工学) 早川守君提出の学位請求論文は｢EBSD 法を用いた結晶方位解析に基づ
く疲労損傷度評価および疲労強度予測｣と題し，6 章から構成されている． 
機械・構造物の疲労破壊を防止し，安全性を確保することは今なお重要な課題である．その中で
も疲労き裂発生に関する疲労損傷度評価技術および疲労強度予測技術として，電子線後方散乱回折
(EBSD: Electron Backscatter Diffraction)法を援用した評価技術・数値解析技術が多数検討されてい
る．しかしながら，損傷度評価技術としては材料組織に依存した定量性・統一性の欠如，また，疲
労強度予測技術に関しては，疲労き裂の発生箇所や活動すべり面に対する試験結果との相違などが
問題視されている．そこで，本研究では，結晶方位差に基づく疲労損傷度評価，微視的硬さに及ぼ
す材料組織の影響評価，金属単結晶を対象とした疲労特性評価など，EBSD 法に基づく各評価法を
改善するとともに，改善後の各評価法を疲労損傷度評価および疲労強度予測に適用することを試み
ている． 
第 1 章は序論であり，本研究の背景および研究目的について述べている． 
第 2 章では，フェライト鋼およびフェライト・パーライト鋼を対象に，EBSD 法を用いて，疲労
き裂発生過程における 3 種類の結晶方位差パラメータ(KAM: Kernel Average Misorientation，GROD: 
Grain Reference Orientation Deviation および同一箇所の方位変化( ))について比較・検討している．
その中で， 値が最もよく疲労損傷部と対応するとともに，その値は粒径・成分によらず，疲労
き裂発生時まで増加し，その後飽和することを示している． 
第 3 章では，フェライト鋼を対象とし，EBSD 法による結晶学的特徴とナノインデンテーション
による硬さ測定の相関から，硬さ予測式を構築している．本予測式は定性的に硬さの大小をよく模
擬することができるとともに，推定硬さの低い領域あるいはそれに隣接した領域が疲労損傷部位で
あることを明らかにしている． 
第 4 章では，異なる結晶方位を有する微細試験片を純鉄単結晶より採取して単純せん断試験およ
び疲労試験を実施し，前者による応力と後者による疲労限度は結晶方位の違いによってその大きさ
が逆転する場合のあることを述べている．さらに，軸力の有無による疲労限度の変化を調査し，軸
方向に引張応力が加わるほど，せん断疲労限度が低下することを見出している． 
第 5 章では，第 4 章で得られた結果を計算力学的に模擬するため，分解垂直応力に依存する臨界
分解せん断応力を導入した結晶塑性モデルを提案し，それを用いた有限要素法(FEM: Finite Element 
Method)解析を行っている．その結果，結晶方位の違いによる単純せん断試験と疲労試験の応力値
の逆転現象を再現している．また，方位の異なる結晶に軸力ありと軸力なしの条件で，せん断疲労
限度に関する FEM 解析を行い，主すべり系のすべり範囲飽和値が，方位，負荷条件によらず一定
値になることを示し，すべり範囲飽和値による疲労限度予測が可能であることを述べている． 
第 6 章は結論であり，本研究の成果を総括している． 
以上要するに本研究は，EBSD 法に基づく局所的方位変化量および硬さ予測式による疲労損傷部
位の予測手法ならびに分解垂直応力の臨界分解せん断応力への影響を考慮した疲労強度予測手法
を提案するものであり，材料強度学の分野において工学上，工業上寄与するところが少なくない．
よって，本論文の著者は博士(工学)の学位を受ける資格があるものと認める． 
 
 
学識確認結果 
 
学位請求論文を中心にして関連学術について上記審査会委員および総合デザイ
ン工学特別研究第 2 (マルチディシプリナリ・デザイン科学専修)科目担当者で
試問を行い，当該学術に関し広く深い学識を有することを確認した． 
また，語学(英語)についても十分な学力を有することを確認した． 
 


Fatigue damage evaluation and fatigue strength prediction based on crystallographic orientation analyses using EBSD method

ヂワダラゲー, カスン プラサンガ

Diwadalage, Kasun Prasanga

  
 
 
 
 
 
Advanced Approaches in Biped Robot Control  
for Haptics Applications 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
August 2019 
 
 
 
 
DIWADALAGE, Kasun Prasanga 
 
 
 Keio University 
 
Thesis Abstract 
 No.      
Registration 
Number 
 “KOU”   □ “OTSU” 
No. *Office use only 
Name DIWADALAGE, Kasun Prasanga 
Thesis Title 
Advanced Approaches in Biped Robot Control for Haptics Applications 
(	
ﬀﬁﬂﬃ !"#$%) 
Thesis Summary 
  Technology advancement has made a dramatic change in human lives in the modern world which leads the 
people to find things that can ease their tasks. Also, it becomes necessary to perform the daily tasks more safely, 
accurately and efficiently. For this purpose, robots are developed. It is possible to reach the places where human 
cannot reach such as hazardous places, with the use of robots. Therefore the safety and the efficiency is 
guaranteed with the use of robots. The ultimate goal of this research was to achieve remote human support. This 
require master slave systems. Since a remote operation is done with the involvement of human, it is required to 
have haptic feedback in addition to the visual information. If the robots are operated in the human built 
environment, robots with the human like structure would be ideal. Therefore study about biped locomotion for the 
remote side, exoskeleton operation for the master side, and accurate motion transmission for both sides are quite 
necessary where motion control is the starting point that discusses all the fundamental theories lying underneath. 
This thesis was focused on advanced approaches in biped robot control for haptics applications mainly used for 
human support. 
  In chapter 1, the motivation of this research and the thesis structure were explained under the introduction.  
  In chapter 2, background and the related works related to various biped locomotion methods and mechanical 
backlash cancellation methods were explained together with their pros and cons. 
  In chapter 3, robust motion control was described. Motor model, acceleration based control, force control, and 
position control were described in this chapter. Furthermore, disturbance observer based robust control, sensorless 
force estimation via reaction force observer, and bilateral control were also explained in this chapter. 
  In chapter 4, biped locomotion based on haptics was described. Conventional researches related to biped 
locomotion require high computation power and accurate models of the robots to realize required goals. However, 
with the proposed haptic based method, it was possible to achieve dynamic walking without such necessities due 
to direct motion transmission. Human walking information obtained by an exoskeleton robot were used to 
generate the trajectory of the biped robot in real time. Also it can be used to teach the biped robot for the later use.  
  In chapter 5, performance and accuracy enhancement were explained. In general, motors in an actuator are 
placed away from the end effector to make the systems lighter in weight. The motion from the motor to the end 
effector are transmitted using a medium such as gears or thrust wires. However, introduction of such media create 
mechanical backlash. When the accurate motion transmission is required, it is necessary to have a backlash free 
operation. The proposed method can be used to cancel the backlash effectively and efficiently with the use of two 
motors and maintaining a constant force/torque between each other. 
  In chapter 6, conclusions of this research were presented. With an accurate motion transmission and control for 
the haptic based robots, it was expected to realize a humanoid robot that can support human life. 


Haputikusu ōyō no tame no nisoku hokō robotto seigyo ni okeru senshinteki apurōchi

ヨシオカ, ケンタロウ

Yoshioka, Kentarō

吉岡, 健太郎

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Successive-Approximation Based CMOS 
Process-Scalable Hybrid ADCs 
 
 
 
 
 
 
 
 
August 2019 
 
 
 
 
YOSHIOKA, Kentaro 
 
 
 
 主 論 文 要 旨 No.1     
報告番号 甲    第      号 氏 名 吉岡 健太郎 
 
主 論 文 題 名： 
Successive-Approximation Based CMOS Process-Scalable Hybrid ADCs 
（CMOSプロセススケーラブルな逐次比較型ハイブリッド ADC） 
 
（内容の要旨） 
CMOS微細化に伴い無線や有線通信の規格は大幅に進歩した。このような製品の System on Chip 
(SoC)を実現するにはアナログ回路が必須である。例えば無線通信において Analog-to-Digital 
Converter(ADC)は受信信号をデジタルに変換するために必要となる。先端 SoCはできるだけデジタ
ル部を低コスト化するために先端 CMOS プロセスで製造されるが、アナログ回路の性能は CMOS
微細化により大きく劣化する。例えばオペアンプの重要性能であるゲインは CMOS微細化や電源電
圧の低減に伴い低下する。一方で通信規格の進歩によりアナログ回路に対する性能要求は増してお
り、結果として微細プロセスにおける ADCの設計は最もチャレンジングな分野のひとつとなってい
る。本研究では微細化の恩恵を大きく受けられる逐次比較機構を応用したハイブリッド ADCを探求
し、微細化に適した ADC アーキテクチャの提案と設計技術を確立することを目標とした。 
第１章で近年のプロセス微細化の動向とアナログ回路が受ける影響を述べた。また逐次比較機構は
従来のアーキテクチャよりも微細化に対する親和性が高く、優れた電力効率が得られることを示し
た。 
第 2 章では逐次比較機構をスイッチトキャパシタ増幅器に応用したデジタルアンプ（DA）技術を
提案した。DAは逐次比較機構を利用するため、微細化に適した特性を持ち消費電力も少ない。従来
のオペアンプはトランジスタ性能によって増幅精度が決定されていたが、DA では逐次比較の回数
（ビット数）によって増幅精度が保証される。提案した DAは微細化に向いており、精度からトラン
ジスタのアナログ的性能を切り離す設計を可能にした。DAを用いた Pipelined-SAR ADCを 28nm-
CMOSプロセスで設計、試作し、キャリブレーションを用いずに61.1dBのSNDRおよび12.8fJ/conv.
の電力効率を実測で確認した。従来の同等の ADCに対し 3倍の電力効率の改善を達成した。 
第 3 章では逐次比較とフラッシュ機構を動的に切り替えるダイナミックアーキテクチャ再構成手
法を提案した。逐次比較は高効率ながら動作が遅く、フラッシュは高速だが消費電力が大きいという
相補的な関係を利用し、動作周波数に応じて逐次比較とフラッシュの使用割合を動的かつ自動的に最
適化することで、消費電力の超線形なスケーリングを実現した。同提案を導入したサブレンジ ADC
を 65nm-CMOSにて設計、試作し、1.2ギガサンプル毎秒の高速 ADCにおいてトップクラスの電力
効率を達成した。 
第 4 章では、第 2 章、第 3 章で提案した AD 変換器のアーキテクチャをさらに高速化させるため
の手法として、比較器にしきい値可変機能を持たせ、単純な逐次比較よりも高速な多ビット比較を行
う ADCについて探求した。 
第 5 章に各章で得られた内容をまとめ、本研究を総括するとともに今後の展望を述べた。 
 
 
Thesis Abstract 
 No.      
Registration 
Number 
■ “KOU”   □ “OTSU” 
No.        *Office use only Name Kentaro Yoshioka 
Successive-Approximation Based  
CMOS Process-Scalable Hybrid ADCs 
Thesis Summary 
Along with CMOS scaling, wireless/wireline communication performances have greatly advanced. To 
realize a System on Chip (SoC) for such products, analog circuits are necessary; for an example, high-
performance Analog-to-Digital Converters (ADCs) are required to convert the received analog signal to digital. 
While such SoCs utilize the most leading CMOS technologies to cut down the costs of the digital circuits, the 
analog circuit performance inconveniently degrades as the CMOS scaling advance. To name an example, the 
OpAmp gain performance greatly degrade with scaling because of transistor intrinsic gain decrease and supply 
voltage reduction. On the contrary, as the communication standards further evolve, the performance demands 
toward analog circuits continue to increase. Thus, the design of ADCs in scaled CMOS process environments 
become one of the most challenging and critical field of circuit design. In this thesis, hybrid ADCs utilizing 
successive-approximation (SA) circuitry, which can benefit from process scaling, are explored. The final goal 
of this research is to establish an ADC design methodology suitable for scaled CMOS technologies.  
In chapter 1, the technology trends of the CMOS process scaling are discussed and scaling effects to the 
analog circuitry are studied. Moreover, it is shown that the SA circuitry is suitable for scaled CMOS and its 
limitations are explored as well. Finally, recent research trends of hybrid ADCs and its design challenges are 
discussed. 
Hybrid ADCs which heavily utilize the SA circuitry are proposed in chapter 2 and 3.  
In chapter 2, Digital Amplifier (DA) technique is proposed to realize power-efficient and accurate 
amplification in scaled CMOS, which utilize SA circuitry for amplification. DA cancels out all errors of the 
low-gain amplifier by feedback based on SA. Moreover, the amplification accuracy can be arbitrary set by 
configuring the number of bits of the DA. The amplifier gain is decoupled from the transistor intrinsic gain and 
brings a new design paradigm for amplifier design in scaled CMOS. 
Chapter 3 explores power-efficient and process scalable ultra-high-speed ADCs, required for high-capacity 
wireless communications. To achieve low-power and high-speed ADCs, it is proposed to dynamically 
configure the ADC architecture depending on the ADC clock frequency. The ADC architecture is reconfigured 
between successive-approximation and flash every clock cycle, relying on the conversion delay.  
In chapter 4, a comparator with a variable threshold to explore multi-bit/step comparisons is proposed, which 
can significantly speed up the successive-approximation circuitry implemented in chapter 2 and 3.  
Chapter 5 concludes the dissertation and provides future prospects. 
Thesis Title 


CMOS purosesu sukēraburuna chikuji hikakugata haiburiddo ADC

Keio University

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Kessei maikuroRNA o mochiita nyūgan no ekika rinpasetsu ten\u27i yosoku

Kōmakugai shibōshushō wa metaborikku shindorōmu no aratana byōtai de aru

Ratto keizui ōkaku shinkeikaku reberu ni okeru 2tsu no kotonaru kokyū shinkeikaku no keitaigakuteki kinōteki dōtei

Kanpō shōyaku seibun, shinefurin ni okeru shinki kōarerugīsei bien chiryōyaku no kanōsei to sayō kijo no kaiseki

Kanpō shōyaku seibun, shinefurin ni okeru shinki kōarerugīsei bien chiryōyaku no kanōsei to sayō kijo no kaiseki

Idearuruigun no 2 seibun ni kansuru Iwasawa riron

Development of super high precision rotary encoder using virtual equal division averaging method

Fatigue damage evaluation and fatigue strength prediction based on crystallographic orientation analyses using EBSD method

Haputikusu ōyō no tame no nisoku hokō robotto seigyo ni okeru senshinteki apurōchi

CMOS purosesu sukēraburuna chikuji hikakugata haiburiddo ADC

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