Letter to Students

　素晴らしい装置でも使う者がいなければ、一文の価値も無い。その代表がミクロMRI（NMR 顕微鏡ともいうそうである）ってヤツだ。医療用MRI と違って、使用目的が明確でないものなのかな？？？　何がどうであれ、ユーザーが増えないような機器は、やがて消滅するのが運命よ！！　と悪態をついたら・・・・・・「たくさんの研究者が使うことを期待して、製作費用を抑え、運転コストがかからず、メインテナンスフリーの小型MRI を制作した・・・気にしていたのはMRI の基本理論の実験が可能か？ということだったが、1.0-T 永久磁石の装置では、８年に及ぶテストランでクリヤーした・・・・小型でも性能はしっかりしている」と威張っていたが・・・・・あとは、ユーザーがテストライダーよ！！運任せ！！！（お子様参加番組？？）ということらしい・・・・・これ、未開発部門特有な開き直りだよね。
　測定者と解説者に、解ることを目指して原稿を書いて貰ったLetter to students。「基礎となるMRI理論については、Callaghan, PT.(1991) Principles of Nuclear Magnetic Resonance Microscopy. Oxfod, ClarendonPress.に正確な展開がある。基本的なものだけだけれど、長年扱ってきた者が’ハッ’とするようなコツが、さりげなく記述されている。他に生物の学徒にとってはFarra, TC. &Becker, ED. Pulse and Fourier TransformNMR: Introduction to Theory and Method. Academic Press, New York and Londonが参考になる。」と言っていたが、評価は読者次第と言うことのようだ・・・ワッハッハッハッ。　　（刀貝束子）



Prologue	[I] 永久磁石のモンキーＭＲＩ	[[II] 豊年満作
螢雪（本を読む油さえも買えない）研究所は、極めて貧しい故に、英文校閲を懸ける余裕がない、よって、スマートな英文には成らない。とはいえ、原稿執筆者本人が英訳したものであるから、思いだけは、目一杯詰め込まれているはずである。読者の深い造詣と豊かな想像力をよりどころにして掲載する。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　雑学部 English translations & summary: Compositions are not elegant, sentences are not correct, expressions are not happy. Hence, please,make up for what is poor, what is unsuitable and whatis shortage by compensating with your profound understanding and rich imagination in reading. 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Thanks much.	1-T永久磁石を装備し、Windows型コンピューターによって制御される小型MRI装置の概要。小型軽量である上に、永久磁石を用いているのでメインテナンスフリーであり、電源はAC 100V 15AでＯＫ。軽い空調があり、クリーンな部屋なら何処にでも置ける、イメージ測定や水の物理性の解析に役立つ小さなMRIである。　　小泉他　(2005) コンパクトMRIによる冷凍食品の　　　解凍過程－野菜－. 食品工業, 48(22): 56-72. Koizumiet al., (2006) Thawing of frozen vegetables observed by a small dedicated MRI for food research.Magn. Reson. Imaging., 24: 1111-1119.	精白米の吸水過程のイメージを、TRの短い3Dグラディエントエコー法で経時的に連続取得する測定法。この方法では、穀粒に吸収または吸着され、運動性を束縛された水だけが強いシグナルを与えるので、水分子自身をトレーサーとして吸水過程を追跡できる。1-T小型MRIの半開放型測定室の特徴を活かし、注水直後から測定できる。　未発表



[III] サクランボ	[IV] リンゴと虫	[V] キュウリ
T₁強調条件における3Dスピンエコー法による測定をもとにMIP（最大強度シグナル投影）イメージを構築することにより、細い籤で編んだ竹籠のように複雑なサクランボの維管束のアーキテクチャーを描写できる。サクランボの果肉は水だらけ、それに弾力を与えているのが強い果皮と維管束のようだ。 Koizumi et al., (2008) A dedicated MRI for food science and agriculture. Food Sci.Technol. Res. 14: 74-82.	５月、越冬した蛹から羽化したモモシンクイガは、着果直後のリンゴ幼果に産卵する。孵化した幼虫が果実に食入し、食い荒らした果実の中を観た。成熟した幼虫はデカイ顔をしている。食害され孔となった組織はシグナル源がないので暗く、後には強いシグナルを示す大鋸屑のような糞が残された。　井原他　(2008) 小型磁気共鳴イメージング装置（MRI）に　　よるリンゴ幼果に食入したモモシンクイガ幼虫の検出. 　　　応動昆 52, 123-128. Koizumi et al., (2010) Observation of the peach fruit moth, Carposina sasakii, larvae in young apple fruit by dedicated micro-magnetic resonance imaging. J. Insect Sci., 10\|Article 145.	1-T小型MRIによるキュウリ果実の緩和時間強調イメージ。水の運動性に基づき、生理的に分化した組織を区別してイメージにできる。T₁強調イメージでは維管束の中央に並ぶ導管が点となって強調され、T₂強調イメージでは内外に二つに別れた篩管が短い二枚の板状にハイライトされ、キュウリの複並立維管束が奇麗に描かれた。　小泉他 (2009) 食品研究用小型MRIによるキュウリの緩和　　時間強調イメージ. 食科工 56: 146-154.



[Ⅵ] 豚肉	[Ⅶ] 納豆	[Ⅷ] 冷凍野菜
肉類のシグナル源となるのは水と油脂である。測定変数であるTRを短縮することによって脂肪組織を強調できる。また、三次元データーの立体描写によって、筋肉組織と脂肪組織のインターフェースを可視化できる。スペクトルの性質をもとにグラディエントエコー法によって水と油脂の分布を区別してイメージにできること（Dixon法）が示された。　小泉他　(2008) コンパクトMRIによる冷凍食品の解凍過　　程－冷凍豚肉と冷凍牛肉. 食品工業 51(24): 62-74. 小泉他　(2005) コンパクトMRIによる冷凍食品の解凍過　　程－野菜. 食品工業48(22): 56-72. 　Koizumi et al., (2008) A dedicated MRI for food science and agriculture. Food Sci.Technol. Res. 14: 74-82.	我が国特有の枯草菌の仲間である納豆菌による発酵食品である。菌の培養基になる煮豆の質と納豆菌の繁殖が納豆の旨さに繋がる。そのような性質をT₁強調イメージおよびT₂強調イメージによって評価することができると考えられる。　小泉他　(2006) コンパクトMRIと納豆. 食品工業　 49(8): 57-71. 　Koizumiet al.(2008) A dedicated MRI for food 　　 science and agriculture.Food Sci. Technol. Res. 　　14: 74-82.	MRIは、不均質な食品の部分凍結状態を観察するための優れた手法である。野菜のシグナル源は水であり、完全に凍結した水はMRIシグナルを与えないが、解凍するに従ってシグナルが出現する。そこで、水の物理性を通して凍結融解にともなう組織構造の破壊や、解凍過程におけるイメージおよびシグナル強度変化を基に組織間の熱伝達様式の違いなどを知ることができる。　Koizumi et al. (2006) Thawing of frozen vegetables observed by a small dedicated MRI for food research. Magn. Reson. Imaging, 24: 1111-1119. 小泉他 (2005) コンパクトMRIによる冷凍食品の解凍過程　　－野菜－. 食品工業, 48(22): 56-72.




Ⅸ] 冷凍豚と冷凍牛	[Ⅹ] 菓子	[XI] ペコロス
冷凍肉は庶民の食卓を豊かにしたが、味が劣ると言われている。そのような欠点を補うためには、緩慢解凍など、解凍方法の工夫が大切とされている。一方、MRIは、部位的に不均一に起きる解凍の過程を可視的に観察するための唯一の方法であり、また、水と油脂を区別して検出できるので、解凍における水および油脂、それぞれの変化を通して肉の性質を調べることができる。　　　　　　Koizumi et al., (2008) A dedicated MRI for food science and agriculture. Food Sci.Technol. Res. 14: 74-82. 小泉他 (2008) コンパクトMRIによる冷凍食品の解凍過程　　－冷凍豚肉と冷凍牛肉－. 食品工業 51(24): 62-74.	水分含量の低い試料のイメージである。シグナル源である水分子の運動性が強く束縛されている試料は、高磁場型（4.7T以上）MRIではイメージの取得が難しいとされているが、低磁場型1T小型MRIで測定したら、イメージが得られた。低磁場においては、MRIシグナルの減衰が著しくゆるやかになることが原因であると考えられる。　　　　　小泉他 (2008) コンパクトMRIと水分の少ない食品－パンと菓子類－. 食品工業 51(4):39-49.	小タマネギを放置したら自然に芽が出た。その時には、貯蔵物質が消費し尽くされて鱗葉の一部が痩せ、水の緩和時間が低くなっていた。T₁強調イメージにおいて、特に維管束が強いシグナルを与えた。MIPイメージによって、伸長を始めた幼根と胚盤、そして、シュートが明瞭になり、その周辺に針金で作った電球の傘のような維管束が描かれた。　小泉他 (2007) 日本植物学会第71回大会.




[XII] 炊飯米	[XⅢ] 大豆(吸水と復活)	[XIV] Whisky
暖かな白い炊飯米、みそ汁、そして、糠漬け、それがご飯。なぜ炊飯米は、それだけで食べられるのか・・お米が甘いことに加えて、米粒の中に空隙があり、水の運動性は著しく不均一性な分布を持つ、そして、程よい大きさの米粒が互いに粘着するので弾力的であるなどの性質が厭きない食の要素？　MRIは、ゲル食品の不均質な形態と、そこに含有される水の状態観測に適している。 Koizumi et al. (2008) Food Sci. Technol. Res. 　　14: 74-82. 小泉他 (2006) 食品工業, 48: 57-71. Kojima et al. (,2001) Food Engineering and Physical Properties66: 1361-1365. Horigane et al. (1999) J. Food Sci., 64:1-5.	世界的に重要穀物である大豆には、発芽時に吸水障害を起こす、あるいは、吸水しない石豆ができるなどの問題がある。そこで、MRIによって乾燥大豆の吸水の初期過程を追跡した。T₁強調イメージでは、低水分物質への吸着で運動性を束縛された水のシグナルが強調されるというMRIの特徴を活かしたRuan &Litchfield (1992)による洗練された手法を、測定に用いた。 Koizumi and Kano (2014) Amer. J. Biol. Life Sci.2(1):6-11.	ウイスキーは透明な液体であり、非破壊的な内部形態の観察を特徴とするMRIの測定対象としては不適切。しかし、1T小型MRIのテストの中で避けて通れないケミカルシフトイメージングのためには、NMRスペクトルに油脂と同様にメチル基のピーク、糖のシグナルに近いメチレン基のピーク、そして、水酸基のピークを有するウイスキーの主成分、エタノールは格好の試料である。




[XV] MRI理論	Epilogue	Appendix [Ⅰ]
Letter to Students を理解するために必要な範囲で、I)MRIシグナルの基であるNMR現象、II) MRIイメージを構築する方法、III) MRIイメージのコントラストを変化させる測定条件、T1との関係でTR、T2との関係でTE、T1との関係でFAの役割について、理論的背景を述べた。パルス法および磁気共鳴の基礎知識をもっていない植物、農学および食品など生物分野の人々に向けて書かれている。また、概念を掴むことを優先した描写をしたために、厳密性に欠ける部分がある。	世界的に重要穀物である大豆には、発芽時に吸水障害を起こす、あるいは、吸水しない石豆ができるなどの問題がある。そこで、MRIによって乾燥大豆の吸水の初期過程を追跡した。T₁強調イメージでは、低水分物質への吸着で運動性を束縛された水のシグナルが強調されるというMRIの特徴を活かしたRuan &Litchfield(1992)による洗練された手法を、測定に用いた。	Letter to studentsにおいて対象としてきた食品からは離れるが、水の動態、パルス磁場勾配を用いた細胞の水の拡散係数測定法（Stejskal and Tanner, 1965）と、k-空間q-空間イメージング法（Callaghan, 1991））による樹木の蒸散流の測定について述べる。結果を基に、樹木の生理に関わる情報、形態、細胞間の水の動態、長距離輸送の関係について考察する。これらは、MRIとして欠かせない測定法である。 Kano and Koizumi (2014)Plant2: 33-40. Kano and Koizumi (2014)Plant2:60-67. 　ウイスキーは透明な液体であり、非破壊的な内部形態スキーの主成分、エタノールは格好の試料である




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