Akita University Institutional Repository System (秋田大学学術情報リポジトリ)

高林, 圭佑

Japanese

超短パルスマルチショットレーザー加工における蓄積効果の研究

Daulet, Sagzhanov

English

選鉱技術と抽出処理を利用した低品位リチア輝石からのリチウム回収プロセスの開発

濵﨑, 亮

氏  名 ・（本籍）     濵﨑 亮（鳥取県） 
専攻分野の名称    博士(医学) 
学 位 記 番 号    医博甲第 1130号 
学位授与の日付    令和 7年 3月 22日 
学位授与の要件    学位規則第 4条第 1項該当 
研 究 科 ・ 専 攻    医学系研究科医学専攻 
学 位 論 文 題 名     
 
 
 
 
論 文 審 査 委 員     （主査） 森 菜緒子 教授 
論 文 審 査 委 員     （副査）  木村 哲 教授    沼田 朋大 教授 
Temporal changes in cerebral blood flow and development of collateral 
pathways in a rat model of acute superior sagittal sinus occlusion induced 
by gelatin sponge insertion 
（ゼラチンスポンジ挿入による急性上矢状静脈洞閉塞ラットモデルにおけ
る脳血流の経時的変化と側副血行路発達） 
学 位 論 文 内 容 要 旨 
 
論 文 題 目 
Temporal changes in cerebral blood flow and development of collateral 
pathways in a rat model of acute superior sagittal sinus occlusion 
induced by gelatin sponge insertion 
 
(ゼラチンスポンジ挿入による急性上矢状静脈洞閉塞ラットモデルにおける脳血流
の経時的変化と側副血行路発達) 
 
申請者氏名 濵﨑 亮 
 
研  究  目  的 
 
脳静脈洞血栓症は、成人の脳卒中患者の約 1%を占めるまれな疾患であるが、内科的及び
外科的治療の有効性が確立されていない疾患である。治療法としては全身ヘパリン化または
血管内治療が選択されるが、完全回復は約 60%と報告されている。したがって、脳静脈洞血
栓症の現在の治療は不十分であり、まだ改善の余地がある。  
上矢状静脈洞 (superior sagittal sinus: SSS)閉塞を模した動物モデルはこれまでに報
告されているが、SSS 閉塞の不完全性、閉塞範囲の不安定性などの限界がある。また、SSS
閉塞後の急性期から亜急性期にかけての脳血流 (cerebral blood flow: CBF)変化に関する
報告はなく、安定した SSS 閉塞モデルの作成と SSS 閉塞後の CBF 変化を研究することは有効
な治療法の開発に寄与すると思われる。 
本研究は、ゼラチンスポンジを SSS に挿入して閉塞させる新しいラットモデルを開発する
とともに、閉塞に伴う CBF の経時的変化とその病態生理を明らかにすることを目的とした。 
 
研  究  方  法 
 
 ラット(n=10)を全身麻酔後、大脳円蓋部の頭蓋骨をドリルで削り、 SSS および硬膜透見
下の両側傍矢状大脳皮質(Ctx)を観察可能とした。24G 留置カテーテルを用いてゼラチンス
ポンジを SSS に挿入し閉塞させた。Laser speckle flowmetry (LSF）を用いて、閉塞前から
閉塞後 100 分まで、および閉塞後 1～3 日目に SSS 及び Ctx の LSF 値の変化を測定した。LSF
値は閉塞前の LSF 値で徐することにより相対定量した。また、架橋静脈間の側副静脈路を直
視下に観察した。脳の LSF 値の関心領域は、2 本の閉塞架橋静脈の間の Ctx（two vein 
occlusion area: 2VOA）、1 本の閉塞した架橋静脈に隣接する Ctx（one vein occlusion 
area: 1VOA）に設定した。SSS 閉塞の 3 日後に sacrifice し、hematoxylin and eosin (HE)
染色と ionized calcium-binding adapter molecule 1(iba-1) 免疫染色を行い、浮腫と炎
症細胞浸潤をそれぞれ定量的に評価した。 
 
研  究  成  績 
 
SSS 閉塞直後から、SSS 及び Ctx の LSF 値(相対定量平均値、以下同様)は速やかに低下
し、閉塞後 30 分時点で閉塞前と比較して SSS で約 40%、1VOA で約 80%、2VOA で約 75%まで
低下した。その後は 100 分後までほぼ一定の値を呈した。この間、2VOA の LSF 値は 1VOA よ
りも有意に低かった。1VOA および 2VOA の LSF 値は 1 日目に閉塞前の値と同程度まで上昇し
た後、2-3 日目には著明に上昇した。閉塞した SSS の LSF 値は 1 日目にわずかに上昇、2-3
日目には著しく上昇し、硬膜上の肉芽形成が 2-3 日目にみられた。 
硬膜を透見して架橋静脈とその分枝を観察すると、SSS 閉塞 60 分後には静脈拡張が、2 日
後には架橋静脈間に発達した側副静脈路が観察された。 
 HE 染色では 1VOA および 2VOA のいずれにおいても、脳梗塞は観察されなかった。一方、
脳浮腫は 1VOA および 2VOA の両方で観察されたが、偽手術ラットでは観察されなかった。脳
浮腫領域を定量的に評価すると、2VOA の浮腫領域は 1VOA のそれよりも有意大きかった。 
 Iba-1 免疫染色では、偽手術群において、ミクログリアは均一に分布しており、円形のマ
クロファージは観察されなかったが、1VOA および 2VOA では、ミクログリアが活性化され、
アメーバ様構造に変化し、マクロファージの浸潤を認めた。Iba-1 陽性細胞数を定量的に評
価すると、1VOA および 2VOA では偽手術群よりも有意に高かったが、1VOA と 2VOA の間に有
意な差はなかった。 
 
結    論 
 
ゼラチンスポンジを挿入して SSS を機械的に閉塞する新しいラットモデルを開発し、急性
期から亜急性期にかけての CBF 動態を観察した。SSS 閉塞後の Ctx の CBF は、閉塞前の 70～
80%に低下したが、閉塞後 1 日目には、架橋静脈間の吻合が発達とともに CBF は回復し、側
副静脈路として機能したことが示唆された。組織学的な浮腫の程度は CBF 低下程度と相関し
ていた。SSS 閉塞後の病態には、閉塞した架橋静脈間の側副静脈路の発達が関わっているも
のと思われた。 
 
学位（博士－甲）論文審査結果の要旨 
 
主 査：森菜緒子 
申請者：濵﨑 亮 
 
論文題名： Temporal changes in cerebral blood flow and development of collateral 
pathways in a rat model of acute superior sagittal sinus occlusion induced by gelatin 
sponge insertion 
（和訳）ゼラチンスポンジ挿入による急性上矢状静脈洞閉塞ラットモデルにおけ
る脳血流の経時的変化と側副血行路発達 
 
要旨 
本研究は、ゼラチンスポンジを上矢状静脈洞 (superior sagittal sinus: SSS) に挿入すること
で SSS を機械的に閉塞する新たなラットモデルを開発し、閉塞後の脳血流 (cerebral blood 
flow: CBF) の経時的変化および側副血行路の発達を検討したものである。レーザースペック
ルフローメトリーを用いて CBF を測定し、さらに組織学的解析を行うことで、脳浮腫およ
び炎症細胞の動態を明らかにした。 
 
１) 斬新さ 
本研究では、これまでの SSS 閉塞モデルの課題であった閉塞の不完全性や範囲の不安定性を
克服し、ゼラチンスポンジを用いた安定した SSS 閉塞モデルを確立した点が新規性として評
価される。また、急性期から亜急性期にかけての CBF の変化を定量的に評価し、SSS 閉塞
後の側副血行路の発達過程を詳細に解析した点も独創的である。2 本の閉塞架橋静脈の間の
Two vein occlusion area と 1 本の閉塞した架橋静脈に隣接する one vein occlusion area の
CBF や浮腫の違いを明らかにした点は斬新であった． 
 
２）重要性 
 脳静脈洞血栓症はまれな疾患であり、その治療法は確立されていない。本研究は、脳静脈
洞閉塞後の CBF 動態および側副血行路の形成メカニズムを明らかにすることで、新たな治
療戦略の構築に貢献し得る。本研究の成果は、脳静脈洞血栓症の病態解明および治療法の改
善に向けた基礎的知見として重要である。 
 
３）研究方法の正確性 
ゼラチンスポンジを用いた SSS 閉塞モデルの作成は再現性が高く、安定したモデル構築が可
能であることが示された。レーザースペックルフローメトリーを用いた CBF 測定、HE 染色
および Iba-1 免疫染色を組み合わせた組織学的解析により、脳浮腫および炎症細胞の動態を
精度高く評価している。これらの方法は適切に選択され、研究の信頼性を高めている。一方
で本手法による SSS の閉塞を急性期，亜急性期に確認することも重要と思われ，今後 ICG
や超音波を使った SSS の閉塞の確認も期待される． 
 
４）表現の明瞭さ 
論文全体を通じて論理的に整理され、研究の背景、目的、方法、結果、考察が明確に記述さ
れている。専門的な用語の使用も適切であり、データの提示や図表の構成も分かりやすく、
研究内容の理解を助けるものとなっている。 
 
 以上述べたように，本論文は学位を授与するに十分値する研究と判定された。 
 


ゼラチンスポンジ挿入による急性上矢状静脈洞閉塞ラットモデルにおける脳血流の経時的変化と側副血行路発達

小澤, 諒

氏  名 ・（本籍）     小澤 諒（秋田県） 
専攻分野の名称    博士(医学) 
学 位 記 番 号    医博甲第 1131号 
学位授与の日付    令和 7年 3月 22日 
学位授与の要件    学位規則第 4条第 1項該当 
研 究 科 ・ 専 攻    医学系研究科医学専攻 
学 位 論 文 題 名     
 
 
 
 
論 文 審 査 委 員     （主査） 海老原 敬 教授 
論 文 審 査 委 員     （副査）  八月朔日 泰和 教授    齋藤 康太 教授 
Haploinsufficiency of Cnot3 Aggravates Acid-Induced Acute Lung Injury 
Likely Through Transcriptional and Post-Transcriptional Upregulation of 
Pro-Inflammatory Genes 
（CNOT3 のヘテロ欠損は炎症誘発遺伝子の転写による発現上昇および転
写後のmRNA安定化を介して塩酸吸引による急性肺障害を悪化させる） 
学 位 論 文 内 容 要 旨 
 
 
論 文 題 目 
Haploinsufficiency of Cnot3 Aggravates Acid-Induced Acute Lung Injury Likely 
Through Transcriptional and Post-Transcriptional Upregulation of 
Pro-Inflammatory Genes 
（論文題目の和訳） 
CNOT3 のヘテロ欠損は炎症誘発遺伝子の転写による発現上昇および転写後の mRNA
安定化を介して塩酸吸引による急性肺障害を悪化させる 
 
 
申請者氏名 小澤 諒 
 
 
 
研  究  目  的 
 
急性肺障害（ALI）は肺の急性炎症により重篤な呼吸不全を生じた病態であり、誤嚥性肺炎、
敗血症や外傷など様々な要因によって発症する。肺胞毛細血管の透過性が増大し、炎症細胞
の浸潤と浸出液で満たされた肺浮腫を生じ、重症の場合は死に至るが、その病態発生に至る
分子機序には不明な点が多い。CCR4-NOT タンパク質複合体は、poly(A)鎖の脱アデニル化に
よる mRNA の分解あるいは転写、翻訳の制御を介して遺伝子の発現を調節する。CCR4-NOT 複
合体の炎症遺伝子のｍRNA 分解への関与も報告されているが、CNOT3 の ALI の病態への関与に
ついては不明であった。CNOT3 は CCR4-NOT タンパク質複合体の足場となるサブユニットで複
合体の安定性を担うことから、マウスでホモ欠損させると胎生致死や心不全等を生じる。そ
こで、今回は成体マウスで薬剤誘導性に CNOT3 ヘテロ欠損を誘導することにより、ALI の病
態における CNOT3 の役割、意義について検討を行った。 
 
研  究  方  法 
 
 CNOT3 のヘテロ遺伝子欠損(Cnot3 Hetz)マウスを用い、塩酸吸引誘導性 ALI（誤嚥性肺炎
モデルマウス）の病態について野生型(WT)マウスと比較を行った。マウスを麻酔下に外科的
に気管を露出させ、直視下に 50 l の塩酸(0.02 M)を気管内に注入し ALI を誘発した。ALI
発症 24 時間後にマウスを安楽死させ肺を摘出し、肺重量の計測、肺病理組織の観察、肺損傷
スコアの算出、炎症遺伝子 mRNA の発現解析を行った。また、Cnot3 Hetz マウス胎仔から線
維芽細胞(MEF)を単離し、大腸菌由来の LPS 刺激に対する炎症性遺伝子の発現応答を検討した。
具体的には、LPS 刺激を加えた MEF における炎症遺伝子 mRNA の発現解析、転写阻害薬を用い
た mRNA の安定性試験、mRNA 前駆体（pre-mRNA）の発現解析を行った。 
 
 
研  究  成  績 
 
塩酸吸引誘導性 ALI を生じさせたマウスの肺重量を野生型と Cnot3 Hetz マウスで比較し
たところ、Cnot3 Hetz マウスで有意に増加した。また、病理組織学的な解析では、Cnot3 Hetz
マウスの肺組織で出血や好中球浸潤、肺胞壁の肥厚が悪化しており重篤な病態を示してい
た。ALI 肺組織における炎症遺伝子 mRNA の発現解析では、Il1b と Nos2 の有意な発現増加
を Cnot3 Hetz マウスで認めた。また、Western blotting によるタンパク質の発現解析で
は、Il1b タンパクの前駆体と成熟型が Cnot3 Hetz マウスの肺で増加していた。肺組織に
おける Cnot3 タンパク質の発現部位を免疫染色で検討したところ、肺の間質の線維芽細胞
に Cnot3 の強い発現を認めた。そこで、Cnot3 が線維芽細胞での炎症抑制に関与している
と考え、MEF に LPS 刺激を加え、炎症遺伝子の発現誘導を観察したところ、Cnot3 Hetz MEF
で Il1b と Nos2 の mRNA の有意な発現増加を認めた。その後、転写阻害薬を用いて炎症遺伝
子の mRNA 安定性を検討したところ、Cnot3 Hetz MEF で、Il1b と Nos2 の mRNA の半減期が
長く、安定化していることがわかった。一方で、CNOT3 が Il1b と Nos2 の転写制御にも関
与している可能性を考えて pre-mRNA の発現解析を行ったところ、Nos2 の pre-mRNA の発現
は変化を認めなかったものの Il1b の pre-mRNA は Cnot3 Hetz MEF で有意な発現増加を認め
た。ALI 肺組織でも同様の結果が認められた。以上のことから、Cnot3 が Nos2 の mRNA の分
解を促進し、Il1b の mRNA については分解促進に加えて転写も抑制することが分かった。
Il1b の転写誘導因子を探索するため、免疫細胞の分化に重要な役割を担う転写因子
Spi1(PU.1)について LPS刺激を加えた MEFを用いて mRNAの発現解析を行ったところ、WT MEF
は LPS 刺激に対して Spi1 の発現が減少したが、Cnot3 Hetz MEF では LPS 刺激による Spi1
発現の有意な変化は認めず、mRNA の安定性がより保たれていた。さらに、Spi1 のノックダ
ウンは LPS 刺激後の WT 及び Cnot3 Hetz MEF における Il1b の発現誘導を消失させることが
わかった。このことから、Cnot3 が Spi1 mRNA の安定性を低下させ、炎症刺激に応答して
Il1b の転写を抑制していることが示された。 
 
結    論 
 
Cnot3 は Il1b, Nos2, Spi1 mRNA の発現抑制を介して、マウスの急性肺傷害の重症化を
阻止することが分かった。今後、ALI 重症化を防ぐ治療のために、CNOT3 機能調節薬や PU.1
阻害薬が応用されることが期待される。 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
学位（博士－甲）論文審査結果の要旨 
 
主 査：海老原敬 
 
申請者：小澤諒 
 
 
論文題名： 英文 Haploinsufficiency of Cnot3 Aggravates Acid-Induced Acute Lung Injury 
Likely Through Transcriptional and Post-Transcriptional Upregulation of Pro-
Inflammatory Genes 
（和訳）CNOT3 のヘテロ欠損は炎症誘発遺伝子の転写による発現上昇および転
写後の mRNA 安定化を介して塩酸吸引による急性肺障害を悪化させる 
 
 
要旨 
 急性肺障害は肺の急性炎症により重篤な呼吸不全を生じた病態であり、誤嚥性肺炎、敗血
症や外傷など様々な要因によって発症する。本研究では、塩酸や LPS を気管内投与する急性
肺障害モデルを使用し、CCR4-NOT 複合体による mRNA 代謝機構の生理的機能を明らかに
した。CCR4-NOT 複合体は哺乳類細胞で mRNA 代謝を司る分子複合体で、mRNA の poly 
A 鎖を分解することで、mRNA の分解を誘導する。その複合体の 1 分子である COT3 の欠
損を誘導できるマウスを用いることにより、1) Cnot3 のヘテロ遺伝子欠損により肺の急性肺
障害が増悪すること、2) CNOT3 により Il1b mRNA の分解が誘導されること、3) Cnot3 ヘ
テロ遺伝子欠損により Spi1 mRNA (PU1)が増加し、Il1b mRNA の転写が増加すること、が
明らかになった。以上より、CCR4-NOT 複合体は急性肺障害（ALI）の炎症を軽快させるこ
とが示された。 
 
１) 斬新さ 
 mRNA 代謝という観点から急性肺障害の炎症進展機序を解析した研究であり、CNOT3 の
新しい生理的作用を示した。 
 
２）重要性 
 CCR4-NOT 複合体は mRNA の分解を行うが、RNA 結合能がないため様々な RNA 結合
タンパク質と複合体を作り、様々な mRNA 代謝を行う。本研究では Il1b mRNA の増加に着
目したが、それ以外の増悪因子があるはずで、今後の研究に発展性がある。 
 
３）研究方法の正確性 
 塩酸や LPS を使用した急性肺障害モデルは、適切に評価されており、Cnot3 ヘテロ遺伝子
欠損により炎症が増悪することを正しく評価した。肺組織や培養細胞を用いた定量 RT-PCR
を用いて、Cnot3 ヘテロ遺伝子欠損により変動する mRNA を評価し、Il1b mRNA と Spi1 
mRNA が Cnot3 ヘテロ遺伝子欠損により増加することが示された。Il1b mRNA と Spi1 
mRNA の安定性試験は適切に行われ、共に CCR4-NOT 複合体により代謝が行われているこ
とが明らかになった。Cnot3 ヘテロ遺伝子欠損により Spi1 mRNA 量が増え、Il1b mRNA 量
も増加することが、siRNA によるノックダウン実験により正しく評価された。 
 
４）表現の明瞭さ 
 本研究の limitation と今後の研究課題について適切に表現された。Cnot3 ヘテロ遺伝子欠
損により急性肺障害モデルの炎症が増悪することが IL-1b の増加に起因するものであるとい
うデータがなかったが、その点は認め、IL-1b の炎症における一般的意義を述べた。CCR4-
NOT 複合体が Il1b mRNA と Spi1 mRNA の分解を行うことが明瞭に示された。さらに、
Il1b mRNA と CCR4-NOT 複合体を架橋する RNA 結合タンパク質として TTP の可能性を
述べた。その他、研究目的、実験方法、実験結果、考察は明瞭に示された。 
 
 以上述べたように，本論文は学位を授与するに十分値する研究と判定された。 
 


CNOT3 のヘテロ欠損は炎症誘発遺伝子の転写による発現上昇および転写後のmRNA安定化を介して塩酸吸引による急性肺障害を悪化させる

伊藤, 悠大

 
氏名（本籍） 伊藤 悠大（秋田） 
専攻分野の名称 博士（工学） 
学 位 記 番 号 理博 第 275 号      
学位授与の日付 令和  7 年 3 月 22 日 
学位授与の要件 学位規則第 4 条第 1 項該当   
研究科・専攻 理工学研究科 総合理工学専攻 
学位論文題目 
（英文）  
日本語文章黙読中に測定された視線座標誤差の補正手法および難
読文字を検出するための固視閾値設定手法 
（A method for correcting gaze coordinate errors measured and 
setting a fixation threshold to detect difficult-to-read words 
during silent reading of Japanese text） 
論文審査委員 
（主査）教授 石沢 千佳子 
（副査）教授 景山 陽一 
（副査）教授 水戸部 一孝 
（副査）教授 有川 正俊 
 
論文内容の要旨 
オンライン授業には，物理的な距離に制限されずに受講できる利点がある一方で，受講
生の様子を把握することが困難であるという課題がある。例えば，授業中に提示された資
料内のどの文字について読み方や意味がわからないのか，といった受講者の理解に関連す
る状況を把握し難いため，教員が指導の必要なポイントを見逃してしまい，細やかな指導
が行えないという課題がある。このような課題に対し，視線情報を利用して，受講者が PC
画面内の何処に注視しているのかを検出する研究が行われているものの，注視している場
所と受講生の状況との関連性を考慮してオンライン授業を支援するまでには至っていない。 
視線情報とは，眼球の回転に基づいて算出される視線の位置情報であり，アイトラッカ
ーを用いて取得することができる。視線計測に関連する先行研究では，英語の文章を対象
にした研究が多いものの，日本語を読むときの視線を解析した例は少ない。英語の文章は，
単語間が空白で区切られるため，視線のある位置が左右にずれていても，注視された単語
を検出することが可能になる。しかしながら，日本語の文章の場合，文字が連なって記述
されるため，左右方向の視線の位置のずれは注視文字の誤検出に繋がるという課題がある。
また，読み方などのわからない文字に対する注視時間は一般的に長くなることが知られて
いるものの，読む速度と同様に注視時間にも個人差があるため，注視と注視以外の視線を
識別する具体的な閾値の決め方が確立されていないという課題もある。 
本論文では，PC 画面に提示された横書きの日本語文章の中から，読み方のわからない文
字（以降，難読文字）を自動検出するシステムを構築することによってオンライン授業を
支援するため，①アイトラッカーで取得される視線情報の位置補正手法と，②個人差を考
慮した難読文字検出の閾値決定手法についてそれぞれ検討を行った。すなわち，難読文字
の自動検出における視線の位置補正と視線停留時間の閾値決定に関する課題解決により工
学の進歩に寄与することを目的とする。本論文は全 5 章で構成されている。 
 第 1 章では，文章黙読時の視線の特性，オンライン授業における支援の必要性と本論
文で検討する難読文字検出システムの概要，視線計測の原理と関連研究，日本語を対象と
した難読文字検出の実現に向けた課題，ならびに本研究の目的および本研究に対する筆者
の立場を述べるとともに，本論文の構成について述べた。 
第 2 章では，本論文で用いるアイトラッカーの精度検証を行った。標準的な文字サイズ
に相当する大きさの点を注視したときの視線の位置のずれを計測し，アイトラッカーの正
確度，精度，ならびに視力矯正別の誤差を明らかにした。 
第 3 章では，視線情報の位置補正手法について検討を行った。左右方向に射影変換を施
す補正手法を構築し，既存の上下方向の補正手法と組み合わせた場合の文字検出精度を検
証した。実験の結果，左右方向の位置補正手法が加わることによって，精度が向上するこ
とを明らかにした。 
第 4 章では，個人差を考慮した難読文字検出のための閾値決定手法について検討を行っ
た。先行研究よりも長い 200ms 間隔で被験者毎の閾値を探索する手法を構築した。実験の
結果，構築した手法は，被験者毎の最適な閾値と同等の検出率を得られる閾値を，短時間
で効率よく取得できることを明らかにした。 
第 5 章では，本研究で得られた主な成果と本論文の工学的意義および今後に残された課
題について述べている。 
 
論文審査結果の要旨 
当学位審査委員会は，令和 7 年（2025 年）2 月 7 日（金）14 時 30 分から 15 時 25 分ま
で，理工学部 5 号館 101 講義室において公開による論文公聴会を開催した。その後，石沢
千佳子審査委員会主査，景山陽一審査委員，水戸部一孝審査委員，有川正俊審査委員出席
のもと，論文内容と関連事項に関して詳細な質疑応答を行うとともに，口頭により学力の
確認を行った。 
 審査委員からは，以下の質問があった。 
・研究成果を実用化する場合の現実的な形態について 
・実用化に向けて必要となる実験内容について 
・実験で用いた文字サイズとアイトラッカーの精度の関連について 
・アイトラッカーの精度以外の特性を考慮した補正について 
・実験に参加した被験者とは異なる世代の人を対象とした場合の汎用性について 
・文章を読みながら理解していくことの影響について 
・視線の動きと関連して被験者の体調などが推定できる可能性について 
これらの質問に対して，申請者から明確な回答が得られた。 
 本研究に関する原著論文は 2 編である。また，国際会議における英語での発表を 4 回
行っていることなどから判断して，博士（工学）としての学力が認められる。よって，伊
藤悠大氏は博士（工学）として十分な資格があるものと判定した。 


日本語文章黙読中に測定された視線座標誤差の補正手法および難読文字を検出するための固視閾値設定手法

劉, 子甄

 
氏名（本籍） 劉 子甄（中国） 
専攻分野の名称 博士（工学） 
学 位 記 番 号 理博 第 ２８２ 号      
学位授与の日付 令和  ７年 ３月 ３１日 
学位授与の要件 学位規則第 4 条第 1 項該当   
研究科・専攻 理工学研究科 総合理工学専攻 
学位論文題目 
（英文）  
深層学習を用いた循環型経済における価値保持プロセスの知能化
の研究 
（Study on intelligence on value retention processes in circular 
economy utilizing deep learning） 
論文審査委員 
（主査）教授 三島 望 
（副査）教授 田島 克文 
（副査）教授 足立 高弘 
（副査）産業技術総合研究所研究グループ長 栗田 恒雄 
論文内容の要旨 
現在，世界が持続可能な社会の実現に向けて取り込んでいる中で，循環型経済という概念が
再度注目を集めている。循環型経済への取り組みは，従来の「3R」から多様化し，様々な価
値保持プロセスに発展している。一方，日本においては少子高齢化が顕著で労働力不足など
が課題になっている。近年，人工知能（AI）の発展は目覚ましく，製造，医療など様々な分
野で活用されている。そのため，循環型経済を支える技術として，AI による省人化・自動
化を循環型経済における価値保持プロセスに導入することは有望な方向性である。本研究
では，小型電子機器のリサイクル時の有価部品の判別，リサイクル時のリチウムイオンバッ
テリーを含む小型電子機器の検出，マニュファクチャリング時の溶接の状態判別の三つの
方向に深層学習を応用し，その可能性を示した。 
現代社会には，多くの小型電子機器が溢れて，年々増加している。同時に，このように大量
に使用されている小型電子機器は，大量に廃棄される事になり，小型電子機器のリサイクル
の重要性が高まっている．日本では，2013 年 4 月に「小型家電リサイクル法」が施行され，
認定事業者や各自治体での，使用済み小型電子機器の回収とリサイクルが開始された。認定
事業者による小型家電の回収量及び再資源化量は年々増加している．しかし，分別や運搬に
関わる回収のための費用の増加や金属価格の変動などにより，採算性にも影響がある.その
ため，小型家電中間処理工程に新たな技術を導入する必要がある。所属研究室では作業者が
遠隔目視により，分解・選別作業を行う「リモートリサイクル」の概念を提案したが，課題
の完全な解決には至らなかった。そのため，リモートリサイクルにおける作業者の目視によ
る判断の代わりに，金属破片と非金属破片を AI による判別する方法を提案した。本研究で
は，まずプラスチック系破砕片と基板上の IC を対象として，自動選別用データセットを作
成し，構築した AI の学習を行った。学習済みの AI は，プラスチック系破砕片画像に対す
る汎化性能が高い，97.2％の高い正解率であるが，IC 画像に対する判断の正解率が 66.7％
であり，現段階でのモデルは IC 画像に対する判断能力がやや不足である。IC 画像とプラス
チック系破砕物画像を判別できる AI の開発を行った結果，おおむね目的を達成することが
できたが，実際のリサイクル工程に適用可能な判別精度に至るまで，データセットの拡大，
撮影条件及び AI の調整・改良が必要である。 
小型電子機器のリサイクルにおける採算性の課題のほかに，廃棄物処理施設等におけるリ
チウムイオンバッテリー内蔵小型家電の不適切な処理方法や運搬などにより，火災事故が
発生する事例が多くなっている。リチウムイオンバッテリー内蔵小型家電による火災問題
は廃棄物処理施設等に悪影響を及ぼし，人の被害，または物的損害を引き起こす可能性があ
る。環境省の調査によると，二次電池に起因した収集車両，処理施設の火災等の発生原因の
中で，モバイルバッテリー，電子タバコ，スマートフォンが主な火災要因品目となっている．
さらに，これらの小型家電からリチウムイオンバッテリーを取り外すことは困難である。小
型家電のリサイクルでは，地方自治体が消費者に小型電子機器の電池を取り外すように求
めているが，ユーザーが製品からリチウムイオンバッテリーを取り外す方法を知らないか，
適切な工具を持っていないため，リチウムイオンバッテリーが小型家電の中に残ったまま
に排出したケースが考えられる。そのため，リチウムイオンバッテリーを含む小型電子機器
の検出方法の開発が急務となっている。本研究では，火災が発生する原因品目を分別処理す
るための方法として，リサイクル過程やごみ処理過程において，火災要因品目に対して深層
学習を用いて自動検出する方法を提案した。MATLAB を使用して，用意したデーセットを
用いて検出器の学習とパフォーマンス評価を行った。結果として，学習済み検出器はモバイ
ルバッテリー，電子タバコ，スマートフォンに対して，それぞれ 0.997，0.990，0.987 の平
均適合率を得られた。さらに小型家電をコンベアに流し，ウェブカメラを通じて映像内での
モバイルバッテリー，電子タバコ，スマートフォンの検出が出来ることを確認した。 
小型家電のリサイクル工程の他，循環型経済の価値保持プロセスにおけるリペア・リマニュ
ファクチャリングの知能化の必要性も高まっている。金型などの補修（リペア）工程では，
溶接が用いられることがあるが，現在，日本の製造業では，熟練溶接士が不足している。溶
接プロセスの自動化により溶接工の不足を緩和できるが，複雑で困難な溶接作業には熟練
溶接工が不可欠である。本論文では，畳み込みニューラルネットワークを用いた画像認識に
基づく溶接挙動検出を提案し，自動溶接プロセスの評価や溶接訓練に支援することを目的
とする。溶接挙動は，通常，短絡，スパッタ，3 種類に分類された。学習済み AI は 3 種類
画像に対する正解率は 94.04%に達した。さらに，AI の汎化性能を検証するために，異なる
溶接条件のデータを用意し，85.23%の正解率を達成した。溶接挙動検出アルゴリズムの有
用性を示すため，AI が検出したスパッタ挙動画像と実際溶接加工の試験上におけるスパッ
タの特徴を対象に，相関分析を行った。結果として，検出されたスパッタ挙動の画像数と総
スパッタ面積には正の相関があり，スパッタ挙動の画像数と平均スパッタ面積にも正の相
関があることを検証した。したがって，提案した溶接挙動検出器で，溶接訓練の結果を迅速
に評価し，溶接トレーニングの効率を向上させることができる。また，溶接過程を自動で評
価することで，溶接パラメータを調整することにも役に立つ。 
本論文は深層学習を用いた循環型経済における価値保持プロセスの知能化の研究について
論述するものであり，全 5 章で構成される。各章の内容は以下の通りに示す。 
第１章は序論であり，循環型経済の取り組み状況及び価値保持プロセスの概念を紹介し，少
子高齢化，人工知能技術の発展の背景を合わせて研究の有望性を示し，研究目的と概要につ
いて述べる。 
第２章では，小型家電のリサイクルの有価部品の判別技術について述べる。 
第３章では，リサイクル時のリチウムイオンバッテリーを含む小型家電の検出技術につい
て述べる。 
第４章では，リペア・リマニュファクチャリングに適用可能な溶接の状態判別技術について
述べる。 
第５章では，深層学習を用いた他の価値保持プロセスへの活用の提案を述べる。 
第６章では，結言であり，本研究で得られた成果をまとめるとともに，今後の課題について
述べる。 
 
論文審査結果の要旨 
申請者は本研究のなかで，使用済み製品の価値保持プロセスに着目し，深層学習を用いるこ
とによるプロセスの知能化を目指している．研究においては，“リサイクル時の小型電子機
器中の有価部品の判別”，“リサイクル時のリチウムイオンバッテリーを含む小型電子機器
の検出”，“リペア，リマニュファクチャリング時の溶接の状態判別”，の３種類のプロセス
に深層学習による画像判別，物体識別技術を適用した．最初の“リサイクル時の小型電子機
器中の有価部品の判別”においては，完形でない破砕片を模擬した学習用画像を与えること
でより精度の良い判別を行う方法を示した．次の“リサイクル時のリチウムイオンバッテリ
ーを含む小型電子機器の検出”においては，可視光を用いた実用的な手法で，リチウムバッ
テリーを含む製品そのものの物体識別を行う方法を提案し，精度よく識別が可能であるこ
とを示した．３番目の“リペア，リマニュファクチャリング時の溶接の状態判別”は，循環
型経済の価値保持プロセスにおけるリペア・リマニュファクチャリングの知能化の必要性
の高まりを受けた研究である．金型などの補修（リペア）工程では，溶接が用いられること
があるが，現在，日本の製造業では，熟練溶接士が不足している．溶接プロセスの自動化に
より溶接工の不足を緩和できるが，複雑で困難な溶接作業には熟練溶接工が不可欠である．
このことから，本論文は，畳み込みニューラルネットワークを用いた画像認識に基づく溶接
挙動検出を提案し，自動溶接プロセスの評価や溶接訓練を支援することを目的として行っ
た．溶接挙動は，通常，短絡，スパッタ，3 種類に分類されるが，学習済み AI の 3 種類画
像に対する正解率は 94.04%に達した．さらに，AI の汎化性能を検証するために，異なる溶
接条件のデータを用意し，85.23%の正解率を達成した．溶接挙動検出アルゴリズムの有用
性を示すため，AI が検出したスパッタ挙動画像と実際溶接加工の試験上におけるスパッタ
の特徴を対象に，相関分析を行った．検出されたスパッタ挙動の画像数と総スパッタ面積に
は正の相関があり，スパッタ挙動の画像数と平均スパッタ面積にも正の相関があることを
検証した．この知見を用い，溶接過程を自動的に評価することで，溶接パラメータを最適化
することに役立つと考えられる．  
本論文は全 6 章で構成されており，各章の内容は以下の通りである． 
第１章は序論であり，循環型経済の取り組み状況及び価値保持プロセスの概念を紹介し，少
子高齢化，人工知能技術の発展の背景を合わせて研究の有望性を示し，研究目的と概要につ
いて記述している．第２章では，小型家電のリサイクルの有価部品の判別技術について記述
している．第３章では，リサイクル時のリチウムイオンバッテリーを含む小型家電の検出技
術について記述している．第４章では，リペア・リマニュファクチャリングに適用可能な溶
接の状態判別技術について記述している．第５章では，予備審査における指摘事項を受けて，
冒頭に提示した 10 種類の価値保持プロセスのうち，本論文で実験的に明らかにした以外の
価値保持プロセスへの深層学習の活用可能性の検討結果について述べている．第６章では，
本研究で得られた成果をまとめるとともに，今後の課題について記述している． 
以上の研究によって得られた知見は，製品使用後の処理プロセスの知能化，省力化に大きく
貢献すると考えられる．よって，本博士論文は，循環型社会の構築に向けて，今後必要性が
さらに増大すると考えられる価値保持プロセスの知能化に貢献するものと考えられ，博士
学位論文として充分な価値があるものと認められる． 


深層学習を用いた循環型経済における価値保持プロセスの知能化の研究

PHILI, KELEBOGILE

ボツワナ北東部、TatiおよびVumbaグリーンストーン帯に位置する新太古代金鉱床の鉱化作用における鉱物学的および地球化学的制約

MOSHI MARY, CHARLES

タンザニア東部ウイグヒルカーボナタイトのマグマ進化と希土類鉱化作用

Azizbek, B. BURONOV

炭素質系複雑硫化鉱からの金(Au)回収を目的とした環境配慮型プロセスの開発

SOBERANO, OMAR BACULNA

 
  
氏 名 （ 本 籍 ） Omar Baculna Soberano（フィリピン） 
専攻分野の名称 博士（理学） 
学 位 記 番 号 国博甲第 25 号 
学位授与の日付 令和７年３月２２日 
学位授与の要件 学位規則第 4条第 1・2項該当 
研 究 科 ・ 専 攻 国際資源学研究科・資源学専攻 
学位論文題目（英文） Physicochemical conditions of the formation of the Hokuryu epithermal 
Au-Ag deposit, Hokkaido, Japan 
(北海道、北隆浅熱水 Au-Ag鉱床の形成に関わる物理化学条件) 
論 文 審 査 委 員 （主査）教授 高橋 亮平 
（副査）教授 Andrea Agangi 
（副査）教授 渡辺 寧 
  
 
論文内容の要旨 
 
The Hokuryu epithermal Au-Ag deposit located in Hokkaido, Japan, has produced 2.4 
tons of Au and 11.8 tons of Ag in the early- to mid-1990s. It is currently a subject of ongoing 
exploration, and thus detailed investigation of the veins discovered by the current exploration 
work is warranted. Vein samples of the deposit, collected from mine-dumps and a ca. 600 m-
long drill core, were investigated to examine their detailed mineralogy, texture, quartz 
geochemistry, and fluid inclusion characteristics. 
Veins collected from the mine-dumps exhibit a crustiform texture. They consist of 
alternating ore-bearing and barren bands that are mainly composed of quartz. The ore-bearing 
bands are characterized by presence of microcrystalline to ghost-sphere quartz that hosts 
anhedral naumannite-acanthite, pyrargyrite, stephanite, electrum, and some unknown Au-Ag-S 
minerals. Cathodoluminescence imaging of such ore-bearing quartz revealed blue 
luminescence at ca. 400 nm wavelength. The barren bands are mainly composed of mosaic and 
comb quartz. The mosaic quartz is mainly non-luminescent, whereas the comb quartz exhibits 
green luminescence (ca. 570 nm wavelength). Primary two-phase liquid-rich fluid inclusions 
hosted in comb quartz show modal homogenization temperature of 180-190°C, and bimodal 
salinities of 1.5-2.5 and 5.0-5.5 wt. % NaCl equivalent. 
Veins collected from the drill core display crustiform and massive textures. The 
crustiform veins are located at the shallower level and contain Au- and Ag-rich bands. The 
massive veins, which lack appreciable banding, are generally barren and are dominantly located 
at the deeper level. Wall rock alteration associated with the veins regardless of type is generally 
 
composed of illite and/or chlorite. The Au-rich bands are characterized by the presence of 
electrum and naumannite-aguilarite solid solution grains encapsulated within quartz that 
exhibits colloform, ghost-sphere, and ghost-bladed textures. Under cathodoluminescence 
imaging, the colloform texture appears to be made up of distinct blue luminescent (ca. 400 nm 
wavelength) and non-luminescent bands. The ghost-sphere texture, which typically follows the 
bands with a colloform texture, is characterized by presence of 30-100 µm-sized spheres that 
often occur as aggregates on top of the colloform band. These spheres are non-luminescent, 
although they are surrounded by a blue-luminescent matrix. The ghost-bladed texture is 
characterized by partially filled bladed voids that are set in a quartz-adularia matrix. Quartz and 
adularia are intergrown and display anhedral form. Quartz also exhibits blue-luminescence. The 
Ag-rich bands are characterized by quartz with a microspherical texture with an apparent 
individual diameter of 1-10 µm. The interstices of these quartz microspheres are filled with 
adularia that occasionally shows rhombic form, and anhedral aggregates of hessite, galena, 
sphalerite, chalcopyrite, and pyrite. Under the cathodoluminescence imaging, quartz 
microspheres also exhibit blue luminescence (ca. 400 nm wavelength). The barren massive 
veins are mainly characterized by primary quartz textures such as comb, zonal, and granular 
and to a few extents by recrystallization texture such as feather. The quartz with primary 
textures also exhibits blue-luminescence. The quartz textures associated with the ore-bearing 
bands imply supersaturation with respect to amorphous silica or chalcedony, which suggest the 
possible involvement of boiling process in ore deposition. 
Mineral chemistry of quartz that exhibits blue luminescence in the crustiform and 
massive veins shows ave. 1760-3760 ppm Al, ave. 180-530 ppm K, ave. 70-360 ppm Ca, and 
30-503 ppm Fe. The blue-luminescent quartz in the ore-bearing bands typically shows higher 
concentrations of these elements compared to those in the massive veins. Aluminum is 
interpreted to be a minor substitute element together with K as a charge compensator to Si in 
quartz. However, most quartz has excess Al contents in addition to this Al-K coupled 
substitution. Aluminum is considered as a trigger for the blue luminescence observed under 
cathodoluminescence imaging. The trace amounts of Ca and Fe measured in quartz of Hokuryu 
remain to be understood in terms of their incorporation and implications for vein formation. 
The higher concentration of impurities of quartz in the ore-bearing bands observed at the 
Hokuryu deposit may be due to the involvement of low pH fluids or depressurization. 
Primary and pseudo-secondary fluid inclusion assemblages (FIAs) in adularia in the 
crustiform vein, and quartz in the massive vein from different depths show modal 
homogenization temperature range of 260-290°C, and salinity of those ranges from 1.2 to 6.9 
wt. % NaCl eq. with an average of 3.5 wt. % NaCl eq. Cathodoluminescence imaging reveals 
that the primary FIAs are commonly observed along or following growth boundaries of a crystal, 
whereas pseudo-secondary FIAs are observed as trails that cut across these growth boundaries. 
Raman spectroscopy of the fluid inclusions revealed undetectable amounts of CO2 indicating 
that the depression of freezing points in microthermometry is mainly influenced by salt 
 
concentrations. The highly variable salinity recorded at the shallower level may have three 
possibilities: 1) extreme vapor loss during boiling, 2) episodic influx of high salinity fluids, 
and/or 3) mixing of deeper fluids with shallow high salinity fluids. The homogenization 
temperatures follow a boiling point curve and indicate an erosion of up to ~340 m for the deposit. 
This rate of erosion is relatively low compared to that in a typical island arc (0.1 mm/a). The 
slower erosion may be due to further deposition of overburden and/or relatively low uplifting 
rate. 
 
論文審査結果の要旨 
 
提出された博士論文、博士論文要旨及び論文目録について、所属する資源学専攻の教員により
構成される審査委員会において審査し、不備がないことを確認した。記載内容は適正であり、ま
た、査読のある学術誌に投稿された論文が出版されていることを確認し、書類審査は合格とした。 
まず著者は、北海道北東部の北隆鉱床の開発の歴史と地質背景を説明し、現在、同鉱床の周辺
で資源開発企業による探鉱が行われていること、近年の試錐調査により北隆鉱床の深部に複数の
鉱脈が着脈したこと、これらの鉱脈の鉱物組み合わせ、組織、石英の地球化学、流体包有物の特
徴、形成条件を明らかにすることが本研究の目的であると述べた。試錐コアおよび地表調査によ
り採取した石英脈および母岩を研究試料として用いた。 
次に著者は、研究対象の鉱脈の特徴を説明した。過去に採掘された代表的な鉱脈は、主に石英
からなり鉱化バンドと不毛バンドが交互に存在する。鉱化バンドは、主に約 400 nm波長をメイン
ピークとする青色のカソードルミネッセンスを呈する微晶質およびゴースト球状石英からなり、
ナウマン鉱-針銀鉱固溶体、濃紅銀鉱、脆銀鉱、エレクトラム、不明 Au-Ag-S 鉱物を伴う。不毛バ
ンドは、モザイク状および櫛歯状石英からなる。櫛歯状石英中の初生流体包有物は、均質化温度
の最頻値 180-190 °C、NaCl相当塩濃度 1.5-2.5 wt. %および 5.0-5.5 wt. %を示す。試錐に着脈した鉱
脈は、皮殻状（crustiform）および塊状組織を示す。皮殻状鉱脈は金銀に富む鉱化バンドを有し、
比較的浅部に位置する。塊状鉱脈は比較的深部に産し、概ね不毛である。母岩の熱水変質は、イ
ライトおよび緑泥石が主である。皮殻状鉱脈の金に富むバンドは、コロフォーム状、ゴースト球
状、ゴースト葉片状組織の石英からなり、エレクトラム、ナウマン鉱-アグイラ鉱固溶体を伴う。
コロフォーム状石英は、青色のカソードルミネッセンスとルミネッセンスを呈さない部分からな
り、ゴースト球状石英はカソードルミネッセンスを呈さない。ゴースト葉片状組織は、石英-氷長
石の共成長部に含まれ、一部が石英に充填された空隙の産状を示す。このほか皮殻状鉱脈の銀に
富むバンドの鉱物学的特徴の詳細が説明された。 
さらに著者は、石英のカソードルミネッセンスと微量成分の関係について述べた。皮殻状およ
び塊状鉱脈を構成する異なる組織の石英は青色カソードルミネッセンスを呈し、微量成分の平均
は、1760-3760 ppm Al, 180-530 ppm K, 70-360 ppm Ca, 30-503 ppm Fe である。鉱化バンド中の石英
は、これらの微量成分を比較的多く含有する。Al と K は、石英中の Si を結合置換していると考
えられ、さらに過剰の Alを含有する。 
最後に著者は、試錐に着脈した皮殻状鉱脈の氷長石および塊状鉱脈の石英中の流体包有物の分
 
析結果を説明した。異なる深度の鉱脈中の初生および擬二次の流体包有物は、均質化温度の最頻
値として 260-290°C、NaCl相当塩濃度幅として 1.2-6.9 wt. %（平均 3.5 wt. %）を示す。レーザーラ
マン分析により流体包有物中に CO2が検出されていないことから、流体包有物の凝固点降下は主
に塩濃度を反映すると考えられる。均質化温度の低下に伴い塩濃度の値の変化幅が大きくなる傾
向があり、これは深部から上昇する熱水流体の沸騰曲線に沿う挙動または異なる物理化学的性質
を持つ熱水流体の注入を反映すると考えられる。気液比のばらつきがある複数の流体包有物のマ
イクロサーモメトリー分析結果は、古地下水面下 730-750 m の形成深度を示し、現在の鉱脈の地
表面からの深度に基づき、鉱床形成から現在まで約 340 mの削剥深度が推定される。 
本学位論文は、鉱床探査プロジェクトと平行し、北隆鉱床の深部鉱脈の鉱物学的特徴と形成条
件を明らかにしたものである。本研究は、鉱脈の成長組織、石英のカソードルミネッセンスおよ
び微量成分と金鉱化作用の関係を明らかにするなど浅熱水金鉱床の形成メカニズムの理解に大き
く貢献し、研究対象地域および周辺地域の探鉱に役立てられることから博士の学位に値する業績
であると認め、本審査は合格と判定した。 
 


北海道、北隆浅熱水Au-Ag鉱床の形成に関わる物理化学条件

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