2019 Fiscal Year Annual Research Report

Development of image analysis methods for plant using MRI

Publicly Offered Research

Project Area	Elucidation of the strategies of mechanical optimization in plants toward the establishment of the bases for sustainable structure system
Project/Area Number	19H05366
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	中井隆介京都大学, こころの未来研究センター, 特定講師 (10576234)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2021-03-31
Keywords	MRI / 画像処理 / 微細構造
Outline of Annual Research Achievements	２０１９年度は、最初に、植物のＭＲＩ信号を取得するための専用のＭＲＩ信号受信コイルの購入・設定を行った。微小な対象物を撮像する場合には、それに合致したコイル径が小さい信号受信コイルを開発することで、信号強度が増加し、解像度の良い画像を得ることが可能となるが、ＭＲＩ装置内での配置や信号調整等も重要となる。本研究では、(株)高島製作所製の小ボア径ＭＲ信号受信コイルを使用し、京都大学こころの未来研究センター連携ＭＲＩ研究施設所有の独国シーメンス社製磁気共鳴断層撮影装置(ＭＲＩ装置) ＭＡＧＮＥＴＯＭＶｅｒｉｏ (３.０Ｔ)に設置し、設定等を行った。この信号受信コイルを用いてＭＲＩの撮像環境を調整し、ＭＲＩ撮像シーケンスおよび各種ＭＲＩ撮像パラメータの最適化を行った。本信号受信コイルと調整した撮像シーケンスを用いることで、通常よりも非常に高い解像度で画像を鮮明に取得することができた。また、有限要素モデルを構築した場合の精度を検討するため、実際にＭＲＩデータから有限要素モデルを作成し精度を検討したところ、結果としてT1およびT2強調撮像においては０.１３mm以上の解像度があれば再現性が良いことがわかった。他に、拡散強調撮像法および特性値撮像法を使用し、パラメータ計測を実施するためには、取得した画像に対し専用の画像処理を適用する必要があるため、拡散強調画像処理プロセス、特性値画像処理プロセスおよび画像計測ソフトウェア等を開発した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ２０１９年度は、専用の小ボア径ＭＲＩ信号受信コイルを購入し、設置・調整、撮像法・パラメータの調整も行い、高い解像度で撮像することが可能となった。ソフトウェアも計画通り開発している。
Strategy for Future Research Activity	現在、新型コロナウイルス対応のために、一部使えない実験環境も出てきている。今後、立ち入り禁止等、より厳しい措置になるかもしれず、注意が必要である。